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核能利用与发展趋势 Unclear energy utilization and development trend 摘要 核电是一种清洁、安全、技术成熟、供应能力强、能大规模应用的发电方式，目前，我国核电已由起步进入发展阶段，具有自主设计建造第一代核电的能力，我国已做出积极推进核电发展的重大决定，加快我国核电建设，提高核电在电力供给中的比重，这将有助于缓解电力增民与交通运输的矛盾，核能利用的发展前景将越来越广阔。 关键词 核能利用 前景 核能发展 核电 1.核电概述 核能的发展和利用是20世纪科技史上最杰出的成就之一。它通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc2，该方程式表明，质量和能量是等价的，其比例常数为光速的平方。在核能的利用中，核电厂的发展是相当迅速的，己被公认为是一种经济、安全、可靠、干净的能源，核动力技术在多数发达国家得到了巨大发展，也在很多发展中国家获得了广泛的认可。根据能源需求和能源生产结构，我国政府己制定了积极发展核电的方针，建设了秦山和大亚湾两大核电基地，中国核电建设的安全策略取得了成功。 2.核能发电 核能是原子核结构发生变化是释放出来的能量。目前人类利用核能主要有三种——重元素的原子核发生裂变和轻元素的原子核发生聚合反映时释放出来的核能或是原子核自发射出某种粒子而变为另一种核的过程，它们分别为核裂变能、核聚变能和核衰变。 2.1核裂变能 核裂变，又称核分裂，是指由较重的 HYPERLINK /wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90 \o 原子 原子，主要是指 HYPERLINK /wiki/%E9%88%BE \o 铀 铀或 HYPERLINK /wiki/%E9%88%BD \o 钚 钚，分裂成较轻的（原子序数较小的）原子的一种核反应形式。 HYPERLINK /wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%BD%88 \o 原子弹 原子弹以及 HYPERLINK /wiki/%E6%A0%B8%E9%9B%BB%E5%BB%A0 \o 核电厂 裂变核电站的能量来源都是核裂变。早期原子弹应用钚-239为原料制成。而铀-235裂变在核电厂最常见。 重核 HYPERLINK /wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90 \o 原子 原子经中子撞击后，分裂成为两个较轻的原子，同时释放出数个 HYPERLINK /wiki/%E4%B8%AD%E5%AD%90 \o 中子 中子。释放出的 HYPERLINK /wiki/%E4%B8%AD%E5%AD%90 \o 中子 中子再去撞击其它的重核原子，从而形成 HYPERLINK /wiki/%E9%93%BE%E5%BC%8F%E5%8F%8D%E5%BA%94 \o 链式反应 链式反应而自发分裂。原子核裂变时除放出中子还会放出热，核电厂用以发电的能量即来源于此。 由于每次核裂变释放出的中子数量大于一个，因此若对链式反应不加以控制，同时发生的核裂变数目将在极短时间内以 HYPERLINK /wiki/%E5%B9%BE%E4%BD%95%E7%B4%9A%E6%95%B8 \o 几何级数 几何级数形式增长。若聚集在一起的重核原子足够多，将会瞬间释放大量的能量。原子弹便应用了核裂变的这种特性。制成原子弹所使用的重核含量，需要在90%以上。 核能发电应用中所使用的核燃料，铀-235的含量通常很低，大约在3%到5%，因此不会产生核爆。但核电厂仍需要对反应炉中的中子数量加以控制，以防止功率过高造成 HYPERLINK /wiki/%E7%88%90%E5%BF%83%E7%86%94%E6%AF%80 \o 炉心熔毁 炉心熔毁的事故。通常会在反应炉的 HYPERLINK /wiki/%E6%85%A2%E5%8C%96%E5%89%82 \o 慢化剂 慢化剂中添加 HYPERLINK /wiki/%E7%A1%BC \o 硼 硼，并使用 HYPERLINK /wiki/%E6%8E%A7%E5%88%B6%E6%A3%92 \o 控制棒 控制棒吸收燃料棒中的 HYPERLINK /wiki/%E4%B8%AD%E5%AD%90 \o 中子 中子以控制核裂变速度。从镉以后的所有元素都能分裂。 核裂变时，大部分的分裂中子均是一分裂就立即释出，称为瞬发中子，少部分则在之后(一至数十秒)才释出，称为延迟中子。 2.1.1核裂变能原理及过程 核能发电的过程：核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。核裂变撞击时除放出中子还会放出热，再加快撞击，但如果温度太高，反应炉会熔掉，而演变成反应炉融毁造成严重灾害，因此通常会放控制棒（硼制成）去吸收中子以降低分裂速度。一个重原子核分裂成为两个（或更多个）中等质量碎片的现象。按