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核電科普知識宣傳系列(廣西) 前 言 防城港核電項目位于廣西壯族自治區(qū)防城港市防城區(qū)江山半島端部白龍尾，規(guī)劃建設(shè)6臺百萬千瓦級核電機組，計劃分兩到三期建設(shè),一期工程規(guī)模為兩臺百萬千瓦級機組。2005年5月，自治區(qū)發(fā)展與改革委員會向國家發(fā)改委上報了廣西白龍核電站一期工程項目建議書。 2006年7月22日，在自治區(qū)政府的見證下，本著精誠合作、優(yōu)勢互補、利益共享、風險共擔的原則，中國廣東核電集團有限公司、中國電力投資集團公司和廣西投資集團有限公司簽訂了廣西白龍核電站一期工程項目合作框架協(xié)議，并將共同建設(shè)廣西白龍核電站一期工程項目。從此，防城港核電項目建設(shè)準備進入到一個新的階段。 我國正處于經(jīng)濟社會快速發(fā)展的時期，積極推進核電建設(shè)是國家重要的能源戰(zhàn)略，對于滿足經(jīng)濟和社會發(fā)展不斷增長的能源需求，實現(xiàn)能源、經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，提升我國綜合經(jīng)濟實力和工業(yè)技術(shù)水平具有重要意義。 能源發(fā)展必須走多元化的發(fā)展道路，按照國家確定的建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求，努力構(gòu)建安全、經(jīng)濟、清潔的能源供應體系。大力發(fā)展核電，符合能源發(fā)展的需要，符合經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的要求。 廣西一次能源匱乏，煤炭、石油和天然氣等能源幾乎全靠區(qū)外供應，紅水河水電資源雖然比較豐富，但到“十一五”末期基本上開發(fā)殆盡，廣西電力建設(shè)續(xù)建的接續(xù)成為難題，必須尋找新的出路。與此同時，廣西生態(tài)保護和主要污染物的減排任務(wù)也十分艱巨。因此積極發(fā)展核電項目是保證電力供應適應經(jīng)濟社會發(fā)展的必然選擇。 廣西是西部省區(qū)中唯一臨海的省區(qū)，防城港白龍核電項目符合當前國家優(yōu)先發(fā)展沿海核電的總體要求，必將有力促進廣西自治區(qū)尤其是防城港市的社會經(jīng)濟發(fā)展，優(yōu)化以徑流水電為主的電源結(jié)構(gòu)，促進環(huán)境質(zhì)量的持續(xù)改善。 在國家有關(guān)領(lǐng)導的親切關(guān)懷下，在廣西自治區(qū)、防城港市等政府有關(guān)部門的大力支持下，防城港核電項目的籌建工作正在積極向前推進。核電項目的建設(shè)，必將為國家西部大開發(fā)，為推進“富裕廣西、文化廣西、生態(tài)廣西、平安廣西”的和諧廣西建設(shè)作為重大貢獻。 一、什么是核電站？ 核電站是利用在動力反應堆中進行的核裂變反應所產(chǎn)生的熱能來發(fā)電的動力設(shè)施。目前世界上核電站采用的反應堆有壓水堆、沸水堆、重水堆、快堆以及高溫氣冷堆等，但比較廣泛使用的是壓水反應堆，約占核電總裝機容量的70。壓水反應堆是以普通水作冷卻劑和慢化劑，它是從軍用堆基礎(chǔ)上發(fā)展起來的最成熟、最成功的動力堆堆型。 二、什么是核能與核裂變？ 原子 世界上一切物質(zhì)都由原子構(gòu)成。原子由帶正電的原子核和圍繞它高速旋轉(zhuǎn)的帶負電的電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。 鏈式核裂變反應 中子撞擊原子核引起原子核裂變，裂變的過程釋放出能量，同時又產(chǎn)生了新的中子。新產(chǎn)生的中子引起新的原子核裂變，裂變反應連續(xù)不斷地進行下去，同時不斷產(chǎn)生能量。這個過程就是鏈式核裂變反應。 核能 鈾-235原子核在中子的轟擊下可以發(fā)生核裂變并同時放出能量，此外，鈾-233、钚-239等也能產(chǎn)生核裂變反應，核裂變反應放出的能量就是核能。 三、壓水堆核電站的發(fā)電原理 核燃料在反應堆內(nèi)發(fā)生裂變而產(chǎn)生大量熱能，再被高壓水把熱能帶出，在蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。 一回路 反應堆堆芯因核燃料裂變產(chǎn)生巨大的熱能，由主泵泵入堆芯的水被加熱成327度、155個大氣壓的高溫高壓水，高溫高壓水流經(jīng)蒸汽發(fā)生器內(nèi)的傳熱U型管，通過管壁將熱能傳遞給U型管外的二回路冷卻水，釋放熱量后又被主泵送回堆芯重新加熱再進入蒸汽發(fā)生器。水這樣不斷的在密閉的回路內(nèi)循環(huán)，被稱為一回路。 二回路 蒸汽發(fā)生器U型管外的二回路水受熱從而變成蒸汽，推動汽輪發(fā)電機做功，把熱能轉(zhuǎn)化為電力；做完功后的蒸汽進入冷凝器冷卻，凝結(jié)成水返回蒸汽發(fā)生器，重新加熱成蒸汽。這樣的汽水循環(huán)過程，被稱為二回路 三回路 三回路使用海水或淡水，它的作用是在冷凝器中冷卻二回路的蒸汽使之變回冷凝水。 四、什么是核燃料？ 核燃料是可在核反應堆中通過核裂變產(chǎn)生核能的材料，是鈾礦石經(jīng)過開采、初加工、鈾轉(zhuǎn)化、鈾濃縮，進而加工成核燃料元件。 壓水堆核電站用的是濃度為3%左右的核燃料（鈾235）。大亞灣核電站的核反應堆內(nèi)有157個核燃料組件，每個組件由1717根燃料棒組成。燃料棒由燒結(jié)二氧化鈾芯塊裝入鋯合金管中封焊構(gòu)成。一個燃料組件中有一束控制棒，控制核裂變反應。 五、壓水堆核電站的三道安全保護屏障 為保障公眾和環(huán)境不受核電站放射性物質(zhì)的傷害和污染，壓水式反應堆設(shè)置了三道安全保護屏障，只要其中有一道屏障是完整的，放射性物質(zhì)就不會泄漏到廠房以外。全世界的壓水式反應堆均有良好的安全紀錄。 第一道屏障燃料芯塊和包殼 燃料芯塊是燒結(jié)的二氧化鈾陶瓷基體，核裂變產(chǎn)生的放射性物質(zhì)98以上滯留于燃料芯塊中，不會釋放出來。燃料芯塊密封在鋯合金包殼內(nèi)，可有效防止裂變產(chǎn)物及放射性物質(zhì)進入一回路水中。 第二道屏障堅固的壓力容器和密閉的一回路系統(tǒng) 反應堆堆芯被密封在20厘米厚的鋼質(zhì)壓力容器內(nèi)，壓力容器和整個一回路循環(huán)系統(tǒng)的管道和部件是能承受高溫高壓的密封體系，可防止放射性物質(zhì)泄漏到反應堆廠房中。 第三道屏障安全殼 安全殼是由鋼筋混凝土澆筑而成，殼壁厚90厘米，內(nèi)襯6毫米的鋼板，在建造時運用了預應力張拉技術(shù)，提高了混凝土墻的強度，可以承受5個大氣壓的壓力，確保在所有事故情況下都可以防止放射性物質(zhì)進入自然界。 目前按國家環(huán)?？偩痔峁┑膰覙藴?，正常的輻射劑量0.25mSv/年.人 大亞灣核電站經(jīng)過超過十年的運行，核電站周邊地區(qū)輻射測量結(jié)果0.01mSv/年.人 而人到醫(yī)院看病需要照X光透視一次的輻射劑量是0.02mSv/次.人 如果人們乘飛機從北京歐洲往返一次的輻射劑量是0.04mSv/次.人 由于壓水堆核電站有了三道屏障，核電站運行對周圍居民的輻射影響，遠遠低于天然輻射。 六、壓水式核反應堆與原子彈的區(qū)別 原子彈由濃度為90%以上的鈾-235或钚-239和復雜精密的引爆裝置構(gòu)成。引爆裝置使烈性炸藥爆炸，將高濃度的鈾-235或钚-239迅猛壓緊，使它瞬間形成劇烈的、不受控制的鏈式裂變反應，巨大的能量在瞬間釋放出來，發(fā)生核爆炸。 壓水式核反應堆內(nèi)鈾-235的濃度只有3%左右，且分散布置，在任何情況下都不可能緊聚在一起發(fā)生核爆炸，而且反應堆還有多重安全保護系統(tǒng)，確保它不會失控。 七、壓水堆核電站不會發(fā)生切爾諾貝利核電站那樣的事故！ 1986年4月26日，前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站因人為的連續(xù)違反操作規(guī)程而導致事故發(fā)生，大量放射性物質(zhì)因沒有安全殼的包容直接向外泄漏，造成環(huán)境嚴重污染。 這樣的事故不會在壓水堆核電站中發(fā)生，因為兩者是截然不同的核電站。 切爾諾貝利核電站 壓水堆核電站 采用壓力管式石墨慢化沸水反應堆，在低功率水平呈不穩(wěn)定狀態(tài)。 采用壓水式反應堆，在任何功率下保持穩(wěn)定運行。 用石墨作慢化劑，石墨容易燃燒。 用水作慢化劑，水不會燃燒。 控制棒需15秒才能完全下降至堆芯，發(fā)揮停堆功能。 控制棒只需2秒左右便可完全降至堆芯，達到停堆作用。 缺乏安全殼屏障，輻射容易外泄。 安全殼屏障確保輻射不會外泄。 八、核電是經(jīng)濟的能源 煤、石油、天然氣是重要的化工原料，用作燃燒非?？上А?千克鈾-235裂變釋放的能量相當于2700噸標準煤燃燒釋放的能量。一座100萬千瓦的火電站一年燃燒標準煤約230萬噸，而一座100萬千瓦的核電站一年消耗核燃料約30噸。 從20世紀50年代以來，歐美等發(fā)達國家均建造了大量核電站，其中法國核電站的發(fā)電量已占該國總發(fā)電量的85%，在這些國家，核電的發(fā)電成本已經(jīng)低于煤電。 九、世界核電發(fā)展現(xiàn)狀 核電自20世紀50年代中期問世以來，目前已取得長足的發(fā)展。根據(jù)國際原子能機構(gòu)（IAEA）的統(tǒng)計，截止2005年9月底，全世界正在運行的核電機組443座（其中輕水堆核電站占80.5%，重水堆核電站占7.8%；而輕水堆中，壓水堆核電站占了60%），分布在31個國家或地區(qū)，年發(fā)電量占世界總量的16%；另外，正在建造的核電機組25座。 目前，核電主要分布在北美（美國、加拿大）、東亞（日本、韓國）和歐洲（法國、英國、俄羅斯、德國）等，這8個國家的反應堆數(shù)量占全世界總和的74%，裝機容量則占79.5%。反應堆擁有量排名前三位的美國、法國、日本的反應堆總和占全世界的49.4%，裝機容量占56.9%。 核電在世界能源結(jié)構(gòu)中起著重要的作用，是優(yōu)化國家或地區(qū)能源結(jié)構(gòu)、提高能源安全性和經(jīng)濟性的重要力量。（附世界部分國家和地區(qū)核電站一覽表） 十、發(fā)展核電是保障國家能源安全、調(diào)整國家能源結(jié)構(gòu)的需要 改革開放以來，我國電力工業(yè)從過去的嚴重缺電到目前裝機容量和發(fā)電量均居世界第二位，火電和水電的快速發(fā)展功不可沒。但是，我國一次能源的布局很不均衡，煤炭資源主要分布在北部，水能資源主要分布在中西部，而電力負荷中心主要在東南沿海。 長期以來，以煤電為主的能源結(jié)構(gòu)，“北煤南運”和“西電東送”的能源輸送走向，加劇了環(huán)境和運輸壓力；而已探明的水電資源即使全部開發(fā)出來，也難以滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。因此，發(fā)展核電是優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)、調(diào)整能源布局、保障我國能源安全、滿足社會經(jīng)濟發(fā)展對能源需求的一種有效選擇。 核電產(chǎn)業(yè)不僅僅指“核”，也不僅僅指“電”，而是指與核電站的系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備制造、施工建設(shè)、調(diào)試營運、核燃料供應等有關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈條中的主要環(huán)節(jié)組成的產(chǎn)業(yè)群。通過核電站的建設(shè)，能夠帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進國產(chǎn)化能力的提高，更重要的是通過核電設(shè)備的制造，使裝備制造業(yè)的技術(shù)水平有一個明顯提升，為國家的核能力奠定堅實的產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、人才基礎(chǔ)。 另外，據(jù)國家環(huán)保總局統(tǒng)計，目前我國因二氧化硫污染產(chǎn)生的酸雨危害面積已達到國土總面積的30%，全國年均降水PH值低于5.6的城市地區(qū)已占全國城市面積的70.6%，我國已成為世界三大酸雨區(qū)之一。環(huán)境污染必然造成高昂的經(jīng)濟成本和環(huán)境成本，并對公眾