核電池材料及核電池的應(yīng)用

核電池材料及核電池的應(yīng)用一、本文概述核電池，又稱為放射性同位素電池，是一種利用放射性同位素衰變產(chǎn)生的能量來產(chǎn)生電能的裝置。在《核電池材料及核電池的應(yīng)用》一文中，本文概述部分將對(duì)核電池的基本原理、發(fā)展歷程、關(guān)鍵材料以及廣泛的應(yīng)用前景進(jìn)行綜述。本文將介紹核電池的工作原理，即通過放射性同位素的衰變釋放能量，這一過程可以通過熱電轉(zhuǎn)換或者直接的電離過程來轉(zhuǎn)換為電能。接著，文章將回顧核電池的發(fā)展歷程，從最初的概念提出到現(xiàn)代技術(shù)的成熟，以及在此過程中所取得的重要進(jìn)展和突破。在關(guān)鍵材料方面，本文將重點(diǎn)討論用于核電池的主要放射性同位素材料，如钚鍶90等，以及它們的物理特性和穩(wěn)定性。同時(shí)，也會(huì)探討用于提高能量轉(zhuǎn)換效率的半導(dǎo)體材料和其他輔助材料。文章將探討核電池在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景，包括但不限于航天探索、醫(yī)療設(shè)備、遠(yuǎn)程傳感器、海洋探測(cè)以及軍事領(lǐng)域等。核電池因其長(zhǎng)期的穩(wěn)定供電能力和在極端環(huán)境下的可靠性，展現(xiàn)出巨大的潛力和價(jià)值。本文旨在為讀者提供一個(gè)全面的核電池技術(shù)概覽，強(qiáng)調(diào)其在現(xiàn)代科技和工業(yè)中的重要性，并展望其未來的發(fā)展趨勢(shì)和可能的挑戰(zhàn)。二、核電池材料核電池，又稱放射性電池，是一種利用放射性衰變過程中釋放的能量來產(chǎn)生電能的裝置。與傳統(tǒng)的化學(xué)電池不同，核電池不需要通過化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生能量，因此其使用壽命更長(zhǎng)，能量密度更高。核電池的關(guān)鍵部分在于其使用的放射性材料，這些材料的選擇直接影響到電池的性能和安全性。核電池的主要材料包括放射性同位素、電解質(zhì)和半導(dǎo)體材料。放射性同位素是核電池的能量來源，常用的有钚镅241和鍶90等。這些同位素在衰變過程中會(huì)釋放帶電粒子，如粒子或粒子，這些粒子可以通過與電池內(nèi)部的其他材料相互作用來產(chǎn)生電能。電解質(zhì)在核電池中扮演著傳輸電荷的角色，它必須具有良好的離子導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性。常用的電解質(zhì)材料包括固態(tài)電解質(zhì)和液態(tài)電解質(zhì)，其中固態(tài)電解質(zhì)由于其較高的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性而更受青睞。半導(dǎo)體材料則是核電池中將放射性衰變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為電能的關(guān)鍵。這些材料具有特殊的電子結(jié)構(gòu)，可以通過吸收放射性衰變產(chǎn)生的粒子來改變其導(dǎo)電性，從而產(chǎn)生電流。常用的半導(dǎo)體材料包括硅、鍺和硒等。除了上述基本材料外，核電池還可能使用其他輔助材料，如絕緣材料、結(jié)構(gòu)材料和熱管理材料等，以確保電池的安全性和穩(wěn)定性。核電池材料的選擇對(duì)于電池的性能和安全性至關(guān)重要。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來可能會(huì)有更多新型材料被應(yīng)用于核電池中，從而推動(dòng)核電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。三、核電池的種類核電池，也稱為放射性同位素電池或原子電池，是一種將放射性衰變能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。根據(jù)其工作原理和使用的放射性同位素材料，核電池可分為幾種主要類型：熱電偶型核電池：這類核電池利用熱電偶（如半導(dǎo)體材料）直接將放射性同位素的衰變熱轉(zhuǎn)換為電能。熱電偶的一端與放射性同位素接觸，另一端保持低溫。由于溫差的存在，熱電偶中會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。這種類型的核電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但效率相對(duì)較低。放射性同位素?zé)犭娮愚D(zhuǎn)換器（RTG）：RTG是目前應(yīng)用最廣泛的一種核電池。它使用放射性同位素（如钚238）作為熱源，通過熱輻射加熱一個(gè)熱電偶或熱輻射電偶，產(chǎn)生電能。RTG的效率相對(duì)較高，且能提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的電能輸出，非常適合用于空間探測(cè)器和無人設(shè)施。放射性同位素溫差發(fā)電器（RTE）：RTE與RTG類似，但主要區(qū)別在于其熱源與冷源之間的溫差更大，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更高的能量轉(zhuǎn)換效率。RTE通常用于需要較高功率輸出的場(chǎng)合。直接充電型核電池：這類核電池通過放射性同位素的粒子或粒子直接撞擊半導(dǎo)體材料，從而產(chǎn)生電子空穴對(duì)，進(jìn)而產(chǎn)生電能。這種類型的核電池在理論上具有很高的能量轉(zhuǎn)換效率，但目前技術(shù)尚未成熟，處于研發(fā)階段。固態(tài)核電池：這是一種新型核電池，利用放射性同位素衰變產(chǎn)生的電子直接在固態(tài)材料中傳導(dǎo)，從而產(chǎn)生電流。固態(tài)核電池具有體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用于微型電子設(shè)備。液體核電池：這種核電池使用液態(tài)放射性同位素作為能量源，通過液態(tài)介質(zhì)中的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。液體核電池在某些特殊應(yīng)用中具有潛力，如深海探測(cè)。每種類型的核電池都有其特定的應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)勢(shì)。在選擇核電池時(shí)，需要考慮其能量密度、壽命、成本、安全性和應(yīng)用環(huán)境等因素。隨著核電池技術(shù)的不斷發(fā)展，未來可能會(huì)有更多新型核電池問世，進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。四、核電池的應(yīng)用核電池的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，它們?cè)诤芏嚓P(guān)鍵行業(yè)中發(fā)揮著重要作用。核電池在航天領(lǐng)域具有巨大的潛力。由于其高能量密度和長(zhǎng)壽命的特性，核電池可以為深空探測(cè)器提供持續(xù)穩(wěn)定的能源，確保探測(cè)器在長(zhǎng)時(shí)間的太空任務(wù)中保持運(yùn)行。核電池還可以應(yīng)用于衛(wèi)星的發(fā)射和運(yùn)行，提高衛(wèi)星的性能和壽命，降低維護(hù)成本。在軍事領(lǐng)域，核電池同樣具有重要價(jià)值。它們可以為潛艇、無人偵察機(jī)等軍事裝備提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的能源供應(yīng)，增強(qiáng)這些裝備的隱蔽性和生存能力。核電池還可以用于邊境監(jiān)控和通信基站，確保在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。環(huán)境保護(hù)和監(jiān)測(cè)也是核電池應(yīng)用的重要領(lǐng)域。在偏遠(yuǎn)地區(qū)或難以到達(dá)的環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，核電池可以為監(jiān)測(cè)設(shè)備提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的電力，確保數(shù)據(jù)的連續(xù)收集和傳輸。這有助于科學(xué)家更好地了解和保護(hù)自然環(huán)境。在民用領(lǐng)域，核電池的應(yīng)用前景同樣廣闊。例如，在智能電網(wǎng)中，核電池可以作為備用電源，確保關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施在電力中斷時(shí)仍能正常運(yùn)行。隨著電動(dòng)汽車和無人駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，核電池有望成為這些交通工具的高效能源解決方案，提供更長(zhǎng)的續(xù)航里程和更低的維護(hù)需求。核電池以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。隨著核電池技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低，預(yù)計(jì)其在未來將在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。五、核電池的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)超長(zhǎng)使用壽命：核電池利用放射性同位素的衰變產(chǎn)生能量，其半衰期可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年甚至上百年，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)化學(xué)電池。高能量密度：核電池在單位體積或質(zhì)量上能提供比傳統(tǒng)電池更高的能量，特別適用于長(zhǎng)期、遠(yuǎn)程或高能耗的應(yīng)用。環(huán)境適應(yīng)性廣：在極端環(huán)境下（如太空、深?；驑O地），核電池能夠穩(wěn)定工作，不受溫度、壓力等外部條件影響。低維護(hù)需求：由于核電池工作時(shí)間極長(zhǎng)，其維護(hù)和更換頻率遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)電池，降低了長(zhǎng)期運(yùn)營成本。安全和放射性廢物處理：核電池中的放射性材料需要嚴(yán)格的安全措施來防止泄漏和對(duì)環(huán)境的污染。放射性廢物的處理和處置也是一個(gè)重要問題。高成本：核電池的制造和材料成本較高，這在一定程度上限制了其廣泛應(yīng)用。技術(shù)復(fù)雜性：核電池的設(shè)計(jì)和制造需要高度專業(yè)化的知識(shí)和技術(shù)，這增加了研發(fā)和生產(chǎn)的難度。公眾接受度：由于對(duì)核能的普遍擔(dān)憂，核電池可能面臨公眾接受度低的問題，特別是在事故或安全事件發(fā)生后。在撰寫這一段落時(shí)，將結(jié)合最新的研究進(jìn)展、案例分析和行業(yè)報(bào)告，以提供全面、深入的分析。每個(gè)子點(diǎn)都將詳細(xì)闡述，確保內(nèi)容的豐富性和深度。六、核電池的未來發(fā)展趨勢(shì)核電池材料研發(fā)將持續(xù)深入。目前，核電池所使用的放射性材料仍具有一定的局限性和風(fēng)險(xiǎn)性。未來，科學(xué)家們將致力于研發(fā)更為安全、高效的新型核電池材料，如采用更長(zhǎng)的半衰期、更低的放射性活性和更高的能量密度的材料，以進(jìn)一步提高核電池的安全性和使用壽命。核電池技術(shù)將向微型化、集成化方向發(fā)展。隨著納米技術(shù)和微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，未來核電池有望實(shí)現(xiàn)微型化和集成化，使得核電池能夠更廣泛地應(yīng)用于小型電子設(shè)備、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域，為人們的生活帶來更多便利。再次，核電池將更加注重環(huán)保和可持續(xù)性。隨著全球環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，核電池作為一種清潔、無污染的能源，將越來越受到人們的青睞。未來，核電池的研發(fā)和應(yīng)用將更加注重環(huán)保和可持續(xù)性，推動(dòng)核電池產(chǎn)業(yè)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。核電池的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓展。目前，核電池已經(jīng)在航天、深海探測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。未來，隨著核電池技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低，核電池有望在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如汽車、電力、醫(yī)療等領(lǐng)域，為人類的生產(chǎn)和生活帶來更多可能性。核電池作為一種高效、環(huán)保的新型能源，在未來將呈現(xiàn)出更加廣闊的發(fā)展前景。隨著科技的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，核電池材料及核電池的應(yīng)用將不斷取得新的突破和進(jìn)展，為人類社會(huì)的發(fā)展帶來更多動(dòng)力和支持。七、結(jié)論核電池技術(shù)的重要性：隨著全球能源需求的不斷增長(zhǎng)和傳統(tǒng)化石能源的逐漸枯竭，核電池作為一種高效、長(zhǎng)壽命的能源解決方案，對(duì)于保障能源安全、推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。核電池技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，有助于減少對(duì)化石能源的依賴，降低環(huán)境污染，促進(jìn)清潔能源的普及。材料科學(xué)的突破：核電池的性能和壽命在很大程度上取決于所使用的材料。本文分析了多種核電池材料，包括放射性同位素、半導(dǎo)體材料、電解質(zhì)等，指出了它們?cè)诤穗姵刂械年P(guān)鍵作用。通過不斷優(yōu)化和改進(jìn)這些材料，可以有效提高核電池的能量轉(zhuǎn)換效率和安全性，推動(dòng)核電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。核電池的廣泛應(yīng)用前景：核電池在航天、軍事、醫(yī)療、海洋探測(cè)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力。特別是在極端環(huán)境下，如深海探測(cè)和太空探索，核電池能夠提供穩(wěn)定可靠的能源供應(yīng)。核電池在民用領(lǐng)域，如智能傳感器、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備等，也有巨大的應(yīng)用前景。面臨的挑戰(zhàn)與未來發(fā)展方向：盡管核電池技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)，但在商業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用過程中仍面臨一些挑戰(zhàn)，如成本控制、安全性管理、廢料處理等。未來的研究應(yīng)當(dāng)集中在提高核電池的經(jīng)濟(jì)性、安全性和環(huán)境友好性上，同時(shí)加強(qiáng)國際合作，共同推動(dòng)核電池技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。核電池作為一種具有巨大潛力的清潔能源技術(shù)，其發(fā)展對(duì)于實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和環(huán)境保護(hù)具有重要作用。通過持續(xù)的科研投入和技術(shù)創(chuàng)新，我們有理由相信，核電池將在未來的能源體系中扮演越來越重要的角色。參考資料：隨著科技的飛速發(fā)展，對(duì)微型能源的需求也日益增加。微型核電池因其持久的能源供應(yīng)和環(huán)保特性而備受關(guān)注。本研究主要探討一種基于PIN結(jié)的硅基微型核電池。PIN結(jié)，即P型半導(dǎo)體-本征半導(dǎo)體-N型半導(dǎo)體的結(jié)合，是微型核電池的核心部分。在此結(jié)構(gòu)中，P型和N型半導(dǎo)體形成了一個(gè)電場(chǎng)，有助于電荷分離并產(chǎn)生電流。而本征半導(dǎo)體則起到調(diào)節(jié)電荷平衡的作用，有助于提高電池的效率和穩(wěn)定性。硅基材料因其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和良好的電學(xué)特性，被廣泛用于微型核電池的制造。通過精密的制造工藝，可以將PIN結(jié)與硅基材料完美結(jié)合，形成高效的能源轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。在實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)基于PIN結(jié)的硅基微型核電池具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率和較長(zhǎng)的使用壽命。由于其微型化的特性，這種電池可以廣泛應(yīng)用于微型電子設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、空間探索等領(lǐng)域。這種微型核電池的研發(fā)仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如，如何進(jìn)一步提高能量轉(zhuǎn)換效率，如何降低制造成本，以及如何確保生產(chǎn)過程中的安全性和環(huán)保性等。基于PIN結(jié)的硅基微型核電池具有廣闊的應(yīng)用前景和重要的研究?jī)r(jià)值。我們期待未來能通過不斷的研究和創(chuàng)新，解決現(xiàn)有問題，推動(dòng)微型核電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。廣義的核材料是核工業(yè)及核科學(xué)研究中所專用的材料的總稱。包括核燃料及核工程材料（即非核燃料材料）。但人們通常說的核材料主要是指用于反應(yīng)堆的各部分的材料，故又稱反應(yīng)堆材料。對(duì)“核材料”這個(gè)名詞沒有統(tǒng)一的看法和定義。有人認(rèn)為：它是用于核科學(xué)和核工程的材料的總稱；有的認(rèn)為它是專指裂變反應(yīng)堆和聚變反應(yīng)堆所用材料；有的把它定義為裂變材料和聚變材料的總稱，即與核燃料的概念相似。但人們通常說的核材料主要是指用于反應(yīng)堆的各部分的材料，故又稱反應(yīng)堆材料。這是因?yàn)楹朔磻?yīng)堆的發(fā)展已較成熟，全世界大約已有上千座反應(yīng)堆投入運(yùn)行，而聚變堆至今仍在研究階段。反應(yīng)堆材料包括在中子轟擊下原子核能發(fā)生裂變的核燃料、核燃料元件的包殼材料、冷卻劑、中子慢化材料(減速劑)、強(qiáng)烈吸收中子的控制(棒)材料和防止中子泄漏到反應(yīng)堆外的反射(層)材料。用于建造反應(yīng)堆的材料，包括核燃料、冷卻劑材料、慢化材料、結(jié)構(gòu)材料、控制材料、屏蔽材料等，它已形成一個(gè)材料體系。反應(yīng)堆材料除了應(yīng)具有一般工程材料所具有的性能外，還應(yīng)有良好的核物理性能，以及能很好地與反應(yīng)堆環(huán)境相容的特性。對(duì)反應(yīng)堆材料的研究主要著重于其核物理性能、輻照效應(yīng)、化學(xué)相容性等的研究，以及與各種應(yīng)用有關(guān)的性能研究。這種研究大大拓寬了材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。用于導(dǎo)出反應(yīng)堆內(nèi)核裂變產(chǎn)生熱量的工作介質(zhì)材料，主要有氣態(tài)和液態(tài)兩類。常見的液態(tài)冷卻劑材料有水、重水以及液態(tài)金屬——鈉、鈉鉀合金、鉍、鉛鉍合金等。常見的氣體冷卻劑材料有二氧化碳(CO2)、空氣和氦氣(He)等。(見反應(yīng)堆冷卻劑材料)在熱中子反應(yīng)堆中用于將裂變中子慢化成熱中子的材料，亦稱慢化劑、減速劑(見中子慢化)。常用慢化材料有固態(tài)的和液態(tài)的兩類。固態(tài)慢化材料有石墨、鈹及氧化鈹。常用的液態(tài)慢化材料有輕水及重水，此外還有有機(jī)慢化材料。對(duì)于慢化材料，除了要求其具有優(yōu)良的核性能外，還要求其有良好的工程使用性能。(見反應(yīng)堆慢化劑材料)反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料包括堆芯結(jié)構(gòu)材料、燃料(棒)包殼材料以及反應(yīng)堆壓力容器、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)材料等。選擇商用反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料時(shí)，應(yīng)考慮其強(qiáng)度、韌性、耐腐蝕性以及鐵素體鋼抗輻照脆化的性能。核級(jí)高韌性低合金鋼、不銹鋼、基合金等廣泛用作堆芯結(jié)構(gòu)材料和反應(yīng)堆壓力容器材料。鋯合金廣泛用于燃料(棒)包殼材料和燃料組件結(jié)構(gòu)材料。用于制造控制反應(yīng)堆反應(yīng)性的控制元件的材料，此類材料具有強(qiáng)吸收中子性質(zhì)。這類材料有鉿、銀-銦-鎘合金、含硼材料和稀土材料中的釤、鉺、銪、釓以及它們的某些氧化物和碳化物。(見反應(yīng)堆控制材料)反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)中用于減弱各種射線、避免使工作人員及設(shè)備遭受輻照損傷的設(shè)施所用的材料，主要有鉛、鐵、重混凝土、水等材料。是指能產(chǎn)生裂變或聚變核反應(yīng)并釋放出巨大核能的物質(zhì)。核燃料可分為裂變?nèi)剂虾途圩內(nèi)剂?或稱熱核燃料)兩大類。裂變?nèi)剂现饕敢琢炎兒怂厝玮欘?39和鈾233等。由于鈾238和釷232是能夠轉(zhuǎn)換成易裂變核素的重要原料，且其本身在一定條件下也可產(chǎn)生裂變，所以習(xí)慣上也稱其為核燃料。聚變?nèi)剂习瑲涞耐凰仉?、氚，?和其化合物等。核工程材料是指反應(yīng)堆及核燃料循環(huán)和核技術(shù)中用的各種特殊材料，如反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料、元件包殼材料、反應(yīng)堆控制材料、慢化劑、冷卻劑、屏蔽材料等等。例如特種鋁合金、鈹、特種不銹鋼、特種陶瓷、高分子材料等。是指吸收中子后可發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的核素或可新生成易裂變核素的可轉(zhuǎn)換材料。235U、239pu、233U的中子誘發(fā)裂變的能量閾值為零，它們被稱作易裂變核素，即是能在熱中子反應(yīng)堆中使用的核燃料。232Th和238U吸收中子后，可生成新的易裂變材料233U和239pu，232Th和238U被稱為可轉(zhuǎn)換材料。238U和232Th資源豐富，為核能的利用提供了廣闊的材料來源。核材料均是放射性核素，使用時(shí)必須注意防護(hù)。對(duì)Pu、233U、濃縮度超過20%的235U實(shí)行嚴(yán)格控制與管理，防止上述特種核材料被盜，用來非法生產(chǎn)核武器。安全保障規(guī)程適用于燃料循環(huán)的全部環(huán)節(jié)，包括燃料制造、發(fā)電、燃料后處理、貯存和運(yùn)輸。核材料必須置于設(shè)有多重實(shí)體屏障的保護(hù)區(qū)內(nèi)，并實(shí)行全面管制與統(tǒng)計(jì)，防止損失與擴(kuò)散。數(shù)據(jù)顯示，截至2011年1月，全球運(yùn)行的核電機(jī)組共442個(gè)。國際原子能機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，到2030年，全球運(yùn)行核電站將可能在2011年1月的基礎(chǔ)上增加約300座。世界核能協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)，到2015年，全世界可能平均每5天就會(huì)開工一個(gè)裝機(jī)容量約1000兆瓦的核電站。截至2010年末，我國核電裝機(jī)容量突破1000萬千瓦，達(dá)1082萬千瓦，在建規(guī)模達(dá)26臺(tái)2914萬千瓦。按照“十二五”開工4000萬千瓦計(jì)算，核電建設(shè)周期一般為5年，至2020年我國核電在運(yùn)機(jī)組將接近8000萬千瓦。預(yù)計(jì)2011-2020年核電市場(chǎng)總投資額將達(dá)到9800億元，年平均投資額接近1000億元。此次日本大地震引發(fā)的核泄漏無疑將引發(fā)國內(nèi)對(duì)于核電安全的擔(dān)憂。分析認(rèn)為，日本核泄漏會(huì)增加國內(nèi)對(duì)于核安全的憂慮，以及影響到國家未來的核電規(guī)劃，但是“積極發(fā)展”的整體核電發(fā)展戰(zhàn)略不會(huì)發(fā)生根本性改變。2009年，全球已探明鈾礦儲(chǔ)量為630萬噸。全球鈾礦資源主要分布于澳大利亞、哈薩克斯坦、美國、巴西、加拿大、南非等國家，而高品位鈾礦主要在加拿大，目前世界上最大的鈾礦位于加拿大的阿薩巴斯卡盆地。據(jù)WNA統(tǒng)計(jì)，2009年全球鈾產(chǎn)量為50772噸。2009年，我國天然鈾產(chǎn)量近1000噸，需天然鈾1600噸左右。2010年，我國需天然鈾1900噸左右。隨著我國核電裝機(jī)容量的不斷增加，核電行業(yè)對(duì)鈾的需求量將會(huì)不斷增長(zhǎng)，我國鈾市場(chǎng)前景看好。如果2020年我國核電裝機(jī)容量為8000萬千瓦，則年需天然鈾14000噸左右。隨著我國核電裝機(jī)容量的逐年增加，一方面帶來鋯材的新增需求，另一方面每年對(duì)鋯材的更新需求也不斷增加，核級(jí)鋯材的高增長(zhǎng)將一直延續(xù)到2020年，預(yù)計(jì)2020年我國鋯材需求量將達(dá)到1200噸。假設(shè)2020年前的核能項(xiàng)目中15%采用快堆，按我國試驗(yàn)快堆的核級(jí)鈉用量(65MW用量350噸)，國內(nèi)快中子反應(yīng)堆將產(chǎn)生近56377噸的核級(jí)鈉需求，2011-2020年，平均每年核級(jí)鈉需求量為57噸。中國正在加大能源結(jié)構(gòu)調(diào)整力度。積極發(fā)展核電、風(fēng)電、水電等清潔優(yōu)質(zhì)能源已刻不容緩。中國能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主體，清潔優(yōu)質(zhì)能源的比重偏低。中國目前建成和在建的核電站總裝機(jī)容量為870萬千瓦，預(yù)計(jì)到2010年中國核電裝機(jī)容量約為2000萬千瓦，2020年約為4000萬千瓦。到2050年，根據(jù)不同部門的估算，中國核電裝機(jī)容量可以分為高中低三種方案：高方案為6億千瓦（約占中國電力總裝機(jī)容量的30%），中方案為4億千瓦（約占中國電力總裝機(jī)容量的20%），低方案為2億千瓦（約占中國電力總裝機(jī)容量的10%）。中國國家發(fā)展改革委員會(huì)正在制定中國核電發(fā)展民用工業(yè)規(guī)劃，準(zhǔn)備到2020年中國電力總裝機(jī)容量預(yù)計(jì)為9億千瓦時(shí)，核電的比重將占電力總?cè)萘康?%，即是中國核電在2020年時(shí)將為3600-4000萬千瓦。也就是說，到2020年中國將建成40座相當(dāng)于大亞灣那樣的百萬千瓦級(jí)的核電站。從核電發(fā)展總趨勢(shì)來看，中國核電發(fā)展的技術(shù)路線和戰(zhàn)略路線早已明確并正在執(zhí)行，當(dāng)前發(fā)展壓水堆，中期發(fā)展快中子堆，遠(yuǎn)期發(fā)展聚變堆。具體地說就是，近期發(fā)展熱中子反應(yīng)堆核電站；為了充分利用鈾資源，采用鈾钚循環(huán)的技術(shù)路線，中期發(fā)展快中子增殖反應(yīng)堆核電站；遠(yuǎn)期發(fā)展聚變堆核電站，從而基本上“永遠(yuǎn)”解決能源需求的矛盾。熱核裝料，也就是熱核材料，通常包括氘（D），氚（T）和鋰-6（6Li）。D廣泛地以重水（D2O）的形式存在于天然水中。氚則是人工制備的放射性核素。氕、氘、氚是同一家族（氫的同位素）。