3.7核能

课件46张PPT。我来拯救世界，或者毁掉世界 ——核能核能的发展简史
核能利用现状
未来的核能发展趋势
核能的安全利用 核能——（或称原子能）是通过转化其质量从原子核释放的能量核能发展史E=mc2爱因斯坦在时空观的彻底变革的基础上建立了相对论力学，指出质量随着速度的增加而增加，当速度接近光速时，质量趋于无穷大。他并且给出了著名的质能关系式：E=mc^2原子核的变化过程有两种：
一种是自发的变化过程，叫放射性锐变地球上由放射性锐变释放的原子核能在地球内部可以转变为地热。
另一种是人工制造的变化过程叫核反应 核反应是原子核与原子核或原子核与基本粒子相互作用时释放的能量的过程。核反应有两种：
一是核裂变反应，是重元素的原子核发生分裂的反应。
二是核聚变反应，是氢元素的原子核发生聚合的反应。
原子核能的价值
1千克铀235的原子核所释放出来的热量，大约相当于2800吨（2800000千克）
标准煤燃烧时所放出的热量。建造一座发电量为100万千瓦的电站，如果是核电站，
每年需要补充的核燃料为30吨，六辆解放牌载重汽车就可运进。如果是烧煤的火力
电站，每年要消耗300多万吨煤。运输这些煤炭，平均每天要开三列火车，每列火
车挂40节车皮；或是每天要开一艘万吨级的轮船。核电厂每年要用掉80吨的核燃料，
只要2支标准货柜就可以运载。如果换成燃煤，需要515万吨，每天要用20吨的大卡车
运705车才够。如果使用天然气，需要143万吨，相当于每天烧掉20万桶家用瓦斯。换
算起来，刚好接近全台湾692万户的瓦斯用量。
1942年12月2日美国芝加哥大学成功
启动了世界上第一座核反应堆。为迫使日本投降
1945年8月6日和9日 美国将两颗原子弹
先后投在了日本的广岛和长崎。1954年苏联建成了世界上
第一座核电站——奥布灵斯克核电站。
核能的利用 面对日益加剧的能源危机以及化石能源的利用产生的温室效应、环境污染等问题，世界 各国都对能源的发展决策给予极大重视。核能是一种清洁、安全、技术成熟的能源，开发利用核能成为能源危机下人类做出的理性选择。
核能对军事、经济、社会、政治等都有广泛而重大的影响。在军事上，核能可作为核武器，并用于航空母舰、核潜艇等的动力源；在经济上，核能可以替代化石燃料，用于发电；可以作为放射源应用于医疗；还可以为城市供热等。
1945年7月6日，在美国新墨西哥州阿拉莫多尔军事基地，第一颗原子弹试验取得了成功；1945年8月6日和9日，美国将一颗铀弹和一颗钚弹分别投掷在日本的广岛和长崎，造成两个城市49万人丧生，并对城市遗留了久远的辐射污染。1949年9月22日，前苏联成功引爆原子弹。相继，英国、法国拥有了自己的核武器。后来，美国、前苏联、中国分别引爆氢弹。为防止核武器扩散造成的潜在危险性，各国签订了《不扩散条约》以及《全面禁止核武器条约》。
一.军事应用 发展核电是和平利用核能的一种主要途径。核电站的核心是反应堆，反应堆工作时放出核能主要是以热能的形式由冷却剂带出，用以产生蒸汽。由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电，发电系统与传统的汽轮发电机系统基本相同。工业核电站的功率一般达到几十万千瓦、上百万千瓦。
二.核能发电 核能供热是20世纪80年代才发展起来的一项新技术，这是一种经济、安全、清洁的热源。在能源结构上，用于低温的热源，占总热耗量的一半左右，这部分热多由燃煤直接获得，给环境造成严重污染。发展核反应堆低温供热，对缓解供应和运输紧张、净化环境、减少污染等方面都有十分重要的意义。核供热是一种前途远大的核能利用方式，不仅可用于居民冬季采暖，也可用于工业供热。特别是高温气冷堆可以提供高温热源，能用于煤的气化、炼铁等耗热巨大的行业。核能不仅可以供热，还可以用来制冷，通过低温供热堆进行的制冷试验已成功。
三.核能的其它应用 核能是一种具有独特优越性的动力，因为它不需要空气助燃，所以核能可作为地下、水中和太空缺乏空气环境下的特殊动力；而且核能少耗料、高能量，是一种一次装料后可以长时间供能的特殊动力，所以核能可作为火箭、宇宙飞船、人造卫星等的特殊动力。如1997年10月15日美国宇航局发射的“卡西尼”号空间探测飞船，飞往土星，行程达35亿公里，采用了核动力 核能由于其放射性，被应用于医学，形成了现代医学的一个分支——核医学。核技术在治疗恶性肿瘤上得到广泛应用，在放射治疗中，快中子治癌也取得了好的效果。核能技术应用于农学，形成了核农学，常用的技术有核辐射育种等。

核能的利用对环境造成的污染主要是放射性污染。核能利用上的任何疏忽、无知、差错，其结果并不亚于爆发一场小型核战争，有时甚至遗患无穷，给人类的生活乃至生存，投下可怕的阴影。目前核阴云主要来自核废料的严重污染，使用核能所产生的核废料会产生危险的辐射，并且影响会持续数千年。
核能利用对环境的影响核能的未来前景聪明智慧的核物理学家和核能专家们更为人类描绘了一幅回答所面临的能源挑战的蓝图。他们构筑的基本思路是：大力开发利用核能，拓宽核能应用领域，尽快以核能去替代化石的能源。目前，广泛投入使用的热堆核电站技术上已基本成熟;核电站将大大提高轴资源的利用率;人们充满信心、已取得可喜进展的聚变反应堆核电站将长期地满足人类能源的需求。科学家们也正在进一步探索和构想的正反物质湮没反应堆核电站更能提供取之不尽，用之不竭的能源。　　海洋核电站是人们随着海洋石油开采不断向深海海底发展而提出的一项大胆设想。它采用的是一种安全性非常好的铀氢锆反应堆(又称脉冲反应堆)。
在勘探和开采深海海底的石油和天然气时，需要从陆地上的发电站向海洋采油平台远距离供电。为此，就要用很长的海底电缆将电输送过去。这不仅技术上要求很高，而且要花费大量的资金。如果在采油平台的海底附近建造海底核电站，就可轻而易举地向采油平台或其他远洋作业设施提供廉价的电力。未来核能展望 进入90年代以后，人们在受控热核聚变研究中取得了突破性的进展。
1991年11月9日，欧洲联合环JET装置首次成功地实现了受控热核聚变。JET上获得的聚变功率输出为16.1兆瓦，输出能量为21.7焦耳。
至此，受控热核聚变的科学可行性得到了证实，具备了开展工程试验研究的科学技术基础。据此，核科学家们认为，若由国际原子能机构组织的国地合作科研工程如(国际受控热核实验反应堆)大型装置的资金问题得到解决，可以乐观地估计，到21世纪50年代，第一座用于发电的商用热核聚变反应堆将开始运转。
我国核能的前景2007年 l0月国家出台了 《国家核电中长期发展规划(2005— 2020年)》，
规划到 2020年，核电运行装机容量争取达到4000万千瓦，在建核电装机容量
应保持 1800万千瓦左右，届时核电装机容量将占电力总装机容量 。2009年
我国政府积极应对金融危机，在 4万亿元庞大投资计划的背景下，在建核电项
目有24个机组 ，2500多万千瓦，若考虑二期、三期工程，则最高可达 5030万千
瓦。这意味着到2020年 ．我国核电装机容量有望超过 8600万千瓦，总装机容
量将占电力总装机容量 5％，这充分反映出核电产业在国家经济发展战略中得
到了高度重视，核电在国家能源结构的比例有了显著提高。
4.核能的安全利用 目前，能源短缺问题日益严重。传统的风能、水能、石油、煤炭等能源已经不能满足人类对能源的需求。核能以其清洁，高效，原料成本的稳定等优势受到越来越多国家和地区的青睐，各国都积极地发展对核能的使用，使之成为能源结构中重要的组成部分。然而2011年3月份日本地震引发的核泄漏给世界敲响了警钟。核能是否安全？核能如何安全利用？一时之间成为了世界各国值得深思的问题。世界重大核电站事故 1979年3月28円凌晨4时，美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站第2组反应堆的操作室里，红灯闪亮，汽笛报警，祸轮机停转，堆芯力和温度骤然升高，2小时后，大量放射性物质溢出。在三里岛事件中，从最初清洗设备的工作人员的过失开始，到反应堆彻底毁坏，整个过程只用了 120秒。此事故为核事故的第五级。
美国三里岛事故对美国核能安全利
用提出了挑战和质疑。由于此次核事
故的影响，美国在之后的核能利用上
放缓了脚步，停止建设核电站达三十
余年，致力于维护己有的核电站，而
不是修建新的核电站。直到2005年，
美国在《2005年能源政策法案》中提
出了一系列推动核电建设的优惠措施，
才正式走向核电复兴之路。
1.1979年3月28日三厘岛核电站事故世界重大核电站事故

在西班牙海岸上空进行加油时，美国一架B-52轰炸机与KC-135加油飞机发生相撞。撞击之后，加油机彻底毁坏，B-52轰炸机惨遭解体，所携带的4枚氢弹“逃离”破裂的机身。其中两枚氢弹的“非核武器”撞地时发生爆炸，致使490英亩(约合2平方公里)的区域被放射性钚污染。搜寻人员在地中海发现了其中一个装置。
2.1966年1月17日帕利马雷斯氢弹事故
　　 切尔诺贝利核泄漏事故被称之为历史上最严重的核电站灾难。1986年4月26日早上，切尔诺贝利核电站第4号反应堆发生爆炸，更多爆炸随即发生并引发大火，致使放射性尘降物进入空气中。据悉，此次事故产生的放射性尘降物数量是在广岛投掷的原子弹所释放的400倍。
3.1986年4月26日切尔诺贝利核泄漏事故
世界重大核电站事故3.1986年4月26日切尔诺贝利核泄漏事故
世界重大核电站事故 1986年4月26日，前苏联切尔诺贝利核电站发生了核电发展史上最严重的核泄漏事故，引起了全世界的震惊。在连续操作失误的情况下，4号动力站反应堆处于失去控制的极不稳定的状态，继而发生爆炸。切尔诺贝利核事故发生之后，乌克兰已有16. 7万人被核福射夺去生命，320万人受到核福射的侵害，而被深埋的核材料以及受到核污染的废墟，始终造成着潜在的危险，完全恢复要在800年以后。
乌克兰政府为此也付出了巨大的代价，每年在消除事故后果的项目上都投入不菲。而当时前苏联政府没有在第一时间通报切尔诺贝利核事故，而是在事故发生之后的4月30日才发布此次核事故的公告，也引起各国的强烈不满。世界重大核电站事故4.1968年1月21日图勒核事故
由于舱内起火，美国一架B-52轰炸机的机组人员被迫作出弃机决定，在此之前，他们本可以进行紧急迫降。B-52轰炸机最后撞上格陵兰图勒空军基地附近的海冰，导致所携带的核武器破裂，致使放射性污染物大面积扩散。
位于坎伯兰郡附近的一个英国核反应堆石墨堆芯起火酿成核灾难。大火导致大量放射性污染物外泄。此次核灾难是三英里岛核电站事故发生前最为严重的反应堆事故。
世界重大核电站事故5.1957年10月10日温斯克尔大火 世界重大核电站事故　6.1987年9月13日戈亚尼亚核事故 在巴西的戈亚尼亚，一名垃圾场工人撬开了一个废弃的放疗机，并拆掉了一小块高放射性的氯化铯，灾难就此降临到这座城市，当时共有超过240人受到核辐射。由于被放射性材料的亮绿色蒙骗，孩子们用手接触并涂抹在皮肤上，导致几个街区污染，不得不拆除。世界重大核电站事故8.1985年8月10日K-431核潜艇事故 在符拉迪沃斯托克(K-431核潜艇)补充燃料过程中，E-2级K-431核潜艇发生爆炸，放射性气云进入空中。10名水兵在这起核事故中丧命，另有49人遭受放射性损伤。世界重大核电站事故7.1993年4月6日托木斯克-7核爆炸　这起发生在西伯利亚托木斯克的核事故是由硝酸清洗容器时发生爆炸导致的。爆炸致使托木斯克-7的回收处理设施释放出一个放射性气体云。世界重大核电站事故9.1999年9月30日东海村核事故
发生在东京东北部东海村铀回收处理设施的核事故是日本历史上最为严重的核灾难。事故发生时，工人们正在混合液体铀。10.1970年12月18日加卡平地核事故
世界重大核电站事故在巴纳贝利核实验过程中，美国内华达州加卡平地地下一万吨级当量核装置发生爆炸，实验之后，封闭表面轴的插栓失灵，导致放射性残骸泄漏到空气中。现场的6名工作人员受到核辐射。
日本发生9.0级地震，并引发浪高10多米的海啸，造成福岛第一核电站四个反应堆失水冷却，产生氢气在安全壳外化学爆炸，厂房破损，燃料棒熔毁，辐射物外泄，辐射性污水入海。世界重大核电站事故11.2011年3月11日,福岛核电站事故
世界重大核电站事故11.2011年3月11日,福岛核电站事故
2011年3月11 R，日本东北部海域发生里氏9级强震并引发海喊、核泄漏等灾害，福岛第一核电站2号机组的混凝土竖井惊现裂缝导致大量高福射水直排入海，随后东电公司又将1.15万吨低放射性污水排放入海，世界上越来越多的地区检测出不同程度的核福射，这对周边国家乃至世界造成了深刻的影响。日本专家推测放射物30年后将扩散至整个太平洋。
日本东电公司擅自决定，做出了错误的行为，将高福射水向太平洋排放，使核福射遍布全球。这次日本福岛核危机的影响大大超出了H本本国领土，对整个世界都造成了深远的影响。
核能的安全利用 作为核能安全利用的主要形式，核电的发展越来越快，在世界上的有核国家中核能占据了越来越重要的能源结构比例。法国、美国、日本都是核电大国，在发展核电事业中有着丰富的经验和较为健全的法律体系。中国的核电发展正处于上升期，核能利用的技术以及相关法律法规还不够成熟，需要进一步的完善。在利用核能的过程中，核能安全是制约核能发展的重要问题。积极的向前发展。核能的安全利用 历史上发生的核事故对世界各国都造成了影响，美国三里岛核事故，前苏联切尔忠贝利核事故以及最近的日本福岛核事故都为核能的利用蒙上了阴影。但是即使出现了这些核事故，也不能阻却人类发展核能的脚步，那么安全利用核能就成为了发展核能时需要考虑的重大课题。只有保证利用核能过程中的安全性，才能有助于核能健康长久的发展。

1.高娇娇 核能安全利用的国际法律制度研究 辽宁大学 中国沈阳 2012年5月
2.张华祝 我国核能发展的成就和展望 国防科技工业 2011年04期
3. 能源科学和技术综合专题组 2020年中国能源科学和技术发展研究 中国北京 2020年中国科学和技术发展研究暨科学家讨论会 2004年04月
4.冯菲菲 核能发展:步履艰难中拓展无限空间 北京航空航天大学能源与动力工程学院中国科技信息 2012年23期参考文献：Thank You