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核反应堆物理分析基础 主讲教师：王 锋 电 话电子邮箱：wangfeng@ 课程名称：核反应堆物理分析适用对象：限过必修课，高年级本科生课内学时：64学时，2学分要求先修课程：传热学、工程热力学、流体力学、原子核物理、辐射防护等相关课程使用教材及参考书： 吴宏春主编，《核反应堆物理分析》，原子能出版社，2003年。 教学目的和要求 教学大纲 教学目的和要求 课程内容、进度和学时分配 教学和考核方法 教学内容及要求 实践环节 课程内容、进度和学时分配 第1章 （8学时） 第2章 （8学时） 第3章 （8学时） 第4章 （8学时） 第5章 （6学时） 第6章 （8学时） 第7章 （6学时） 第8章 （8学时） 第9章 （6学时） 教学和考核方法 以课堂教学和课上交流为主要的教学方式。鼓励学生通过独立完成一个反应堆物理分析项目代替部分考试。平时成绩占30%，期末笔试成绩占70%。 1.1.4 核燃料铀价格持续上涨，但核资源不会成为制约核电开发的瓶颈 作为核能生产的主要燃料，天然铀的价格在上世纪80年代呈下降趋势，在90年代则起伏不定，但是自2001年开始，铀的价格持续上升，从2002年的25美元/kg上升到2005年的75美元/kg，5年间上涨三倍以上。铀价格的上涨一方面反映二次资源的耗竭，另一方面反映了核电原材料市场的供需现状。 燃料铀的需求主要取决于核电站的设备容量（核能发电量），同时核电站运行寿命的延长和热功率的增加、设备利用率、运行环境与燃耗、天然铀价格和浓缩劳务价格的差额也是重要因素。全球核电站设备容量将随着以中国为主的亚洲地区核电开发的进展，有增加的趋势。国际原子能机构（IEIA）和世界核协会（WNA）等机构根据对中、长期（2020年）核电设备容量的预测，对中、长期铀需求的预测是：73495～86070t(U)（IEAE对2020年的预测）和57700～102500t t(U)（WAN对2005年的预测）。 从燃料铀的供给方面来看，目前全球生产铀的国家约为21个，其中加拿大和澳大利亚的生产量几乎占全球的一半，而能够自己供给本国核电站需要的只有加拿大和南非。世界铀生产量（生产能力）从2003年的47260t(U)增加到2005年的51155 t(U)。但是，由于现有的铀矿山枯竭而关闭以及铀市场前景不明，铀生产者控制新铀矿山的勘探与开发，预测到2010年，铀的产量将降至43059 t(U)，2015年将上升到43612 t(U)，2020年又将降到43005 t(U)。另外，库存铀、俄罗斯解体核弹头的高浓铀、美国的军用剩余高浓铀、钚、回收铀、再浓缩铀等二次供给源的存在，也是对铀矿山、矿床等生产的铀形成价格上的压力。由此，进一步控制新铀矿山的勘探与开发，再结合核电开发增长的需求，从供需双方面逼迫铀市场价格上涨。 然而，从铀资源的角度来看，IAEA按资源存在的准确度将铀资源区分为：确认资源（RAR）、推算追加资源Ⅰ（EAR-Ⅰ）、推算追加资源Ⅱ（EAR-Ⅱ）和期待资源（SR）。而且，按照回收（生产）成本，将生产成本低于40美元/kg（U）的铀资源称为“低成本铀资源”，将低于130美元/kg（U）的铀资源称为“经济的可回收铀资源”。按照2003版RED BOOK，世界已知的铀资源（RAR＋EAR-Ⅰ）中，回收成本低于130美元/kg（U）的铀资源合计为458.9万t(U)；世界未发现的铀资源（EAR-Ⅱ＋SR）合计为974.4万t(U)。而基于回收成本低于130美元/kg（U）的已知铀资源，按燃料循环，从铀资源的可开采年限看（铀资源量/年度铀需要量），（1）以一次通过（直接处置）的轻水堆利用，为85年；（2）仅一次循环钚的轻水堆利用，为100年；（3）轻水堆与快堆（FBR）组合利用，为130年；（4）全部FBR利用，为2550年。再者，如果已知铀资源加上未发现的铀资源（EAR-Ⅱ＋SR），则有：（1）以一次通过的轻水堆利用，为270年；（2）一次循环钚的轻水堆利用，为300年；（3）轻水堆与快堆组合利用，为410年；（4）全部FBR利用，为8500年。因此，可以说铀资源在本世纪不会成为制约核能发电的瓶颈。 【参考文献】 1．美国能源信息署编著（张军等译），2006，国际能源展望（International Energy Outlook 2005）：未来国际能源市场分析与预测（至2025年）”，科学出版社 2．中国科学院，2006. “2006高技术发展报告”，科学出版社 3． Energy Information Administration (EIA), 20