核能发电的原理.doc

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核能发电的原理

核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加热成高温高压，核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多(相差约百万倍)，而所需要的燃料体积与火力电厂相比少很多。下面是有关于核能发电的原理及相关内容的介绍，一起来看看。

核能发电的原理

核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片，同时放出中子和大量能量的过程。反应中，可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗，至少有一个中子能引起另一个原子核裂变，使裂变自持地进行，则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。

要用反应堆产生核能,需要解决以下4个问题：

①为核裂变链式反应提供必要的条件，使之得以进行。

②链式反应必须能由人通过一定装置进行控制。失去控制的裂变能不仅不能用于发电，还会酿成灾害。

③裂变反应产生的能量要能从反应堆中安全取出。

④裂变反应中产生的中子和放射性物质对人体危害很大，必须设法避免它们对核电站工作人员和附近居民的伤害。

根据计算，以铀-235、钚-239、铀-233这些易裂变物质作核燃料时，每次裂变释放出的可利用能量大约都是200兆电了伏，每产生1兆瓦功率，铀-235的消耗率约为1.22克/天。1座百万千瓦级核电站年消耗铀-235约25吨。核能发电的核心装置是核反应堆。核反应堆按引起裂变的中子能量分为热中子反应堆和快中子反应堆。

快中子是指裂变反应释放的中子。热中子则是快中子慢化后的中子。大量运行的是热中子反应堆，其中需要慢化剂，通过它的原子核与快中子弹性碰撞将快中子慢化成热中子.热中子堆使用的材料主要是天然铀(铀-235含量3%)和稍加浓缩铀(铀-236含量3%左右)。根据慢化剂、冷堆剂和燃料不同，热中子反应堆分为轻水堆(包括压水堆和沸水堆)、重水堆、石墨气冷堆和石墨水冷堆。目前已运行的核电站以轻水堆居多，我国已选定压水堆作为第一代核电站。

核反应堆的起动、停堆和功率控制依靠控制棒，它由强吸收中子能力的材料(如硼、镉)做成。为保证核反应堆安全，停堆用的安全棒也是由强吸收中子材料做成。

核能发电简史

1954年，苏联建成世界上第一座装机容量为5兆瓦(电)的核电站。英、美等国也相继建成各种类型的核电站。

1960年,有5个国家建成20座核电站，装机容量1279兆瓦(电)。

1966年，由于核浓缩技术的发展，核能发电的成本已低于火力发电的成本。核能发电真正迈入实用阶段。

1978年全世界22个国家和地区正在运行的30兆瓦(电)以上的核电站反应堆已达200多座,总装机容量已达107776兆瓦(电)。

1980年代因化石能源短缺日益突出，核能发电的进展更快。

1991年，全世界近30个国家和地区建成的核电机组为423套，总容量为3.275亿千瓦，其发电量占全世界总发电量的约16%。

80年代才动工兴建核电站。中国自行设计建造的30万千瓦(电)秦山核电站在1991年底投入运行。大亚湾核电站正加紧施工。

核能发电发展趋势

全球发展

核能是很多国家的主要电力来源。来自国际原子能机构的数据显示，到2007年1月，世界各地有435座动力堆在运行。在这些在役的反应堆中美国有103个、法国59个，日本55个、俄罗斯31个、英国19个，仅这5个国家就占全球在役反应堆的60%以上。一、全球核电稳步增长

2005年的发电容量总计净增230万千瓦，全年发电量占世界发电量的19.28%，并与全球电力市场稳定增长保持同步。另外，截至2007年3月，全球在建的核反应堆有30个，发电容量将达到24.251亿瓦，其中大多数在亚洲，共有16个(印度7个，中国5个，朝鲜、伊朗、日本和巴基斯坦各1个)。

2005年，至少有15个国家核能发电量占本国发电总量的30%以上，占15～30%的国家有6个，其中法国核电生产量在其电力生产量的份额接近80%。2005年全球并入电网的核电机组有4台，其中日本两台，印度和韩国各一台;同年，加拿大一台闲置的机组重新并入电网。

二、全球核电反应堆以轻水堆为主

核反应堆是核电厂的