介绍核能发电的原理和优缺点

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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,下面我们一起来看看核能发电的原理及其优缺点介绍。

介绍核能发电的原理和优缺点

核能发电原理

核能发电的能量来源于核反应堆中裂变物质(核燃料)的裂变反应释放的裂变能。裂变反应是指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂成两个碎片,同时释放中子和大量能量的过程。在反应中,裂变物质的原子核吸收一个中子,然后发生裂变,释放出两三个中子。如果把这些中子去掉消耗掉,至少有一个中子能引起另一个原子的核裂变,使裂变自发进行,那么这个反应就叫做核裂变的链式反应。实现连锁反应是核能发电的前提。

核能发电安全吗

世界上有丰富的核资源,包括铀、钍、氘、锂、硼等。世界铀储量约为417万吨。地球上可供开发的核燃料资源可提供的能量是化石燃料的10万倍以上。作为缓解世界能源危机的经济有效措施,核能的应用具有诸多优势,其中核燃料具有体积小、能量大等诸多优势,核能比化学能大几百万倍;1000克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量;

一个100万千瓦的大型燃煤电站,每年需要原煤300-400万吨,运煤需要2760列火车,相当于每天8列火车,运走灰渣4000万吨。同样功率的压水堆核电站,一年只消耗28吨含铀3%的低浓缩铀燃料;每磅铀的成本约为20美元,换算成1 kW的发电成本约为0.001美元,比目前传统的发电成本便宜很多;而且由于核燃料运输量小,核电站可以建在最需要的工业区附近。一个核电站的基建投资一般是同一个热电站的1.5到2倍,但是它的核燃料成本比煤便宜很多,运行维护成本也比热电站低。如果你掌握了核聚变反应技术,用海水做燃料,用之不竭,用之方便。第二,污染少。

火电厂不断向大气排放二氧化硫、氮氧化物等有害物质,同时煤中的铀、钛、镭等少量放射性物质也会随烟尘一起落在火电厂周围,污染环境。核电站设有层层屏障,基本不排放环境污染物,甚至放射性污染也比燃煤电厂少很多。据统计,一座核电站正常运行时,一年内给居民带来的辐射效应小于X射线透视所受的剂量。第三,安全。自第一座核电站建成以来,全球已有400多座核电站投入运行,30多年来基本安全正常。虽然有1979年美国三里岛压水堆核电站事故和1986年苏联切尔诺贝利石墨沸水堆核电站事故,但这两起事故都是人为因素造成的。随着压水堆的进一步完善,核电站可能会变得更加安全。

核能发电的优缺点

优点:

1.核能发电不像化石燃料发电那样向大气排放大量污染物,所以核能发电不会造成空气污染。

2.核能发电不会产生加剧全球温室效应的二氧化碳。

3.核能发电使用的铀燃料,除了发电没有其他用途。

4.核燃料的能量密度比化石燃料高几百万倍,因此核电站使用的燃料体积小,便于运输和储存。一座1000 MW的核电站一年只需要30公吨铀燃料,一架飞行飞机就可以完成运输。

5.在核能发电的成本中,燃料成本所占的比例较低,核能发电的成本受国际经济形势的影响较小,因此核能发电的成本比其他发电方式更稳定。

缺点:

1.核电站会产生高、低水平的放射性废物或用过的核燃料,虽然占据的体积很小,但由于辐射的原因,必须小心处理,需要(原创www.isoyu.com版权)面对相当大的政治麻烦。

2.核电厂的热效率较低,因此比一般化石燃料电厂向环境排放更多的余热,因此核电厂的热污染更严重。

3.核电站投资成本太高,电力公司财务风险高。

4.核电站不适合高峰和非高峰带负荷运行。

5.核电厂的建设很容易导致政治分歧和争端。

6.核电站反应堆中有大量放射性物质,如果在事故中释放到外部环境中,会对生态和人类造成危害。