核能發(fā)電是利用核反應(yīng)堆中核裂變釋放的熱能來(lái)發(fā)電，地球上現(xiàn)有的核燃料資源可以提供比礦石燃料多100000倍以上的能量。因此，它也是緩解世界能源危機(jī)的一個(gè)經(jīng)濟(jì)而有效的措施。今天我們講下核能發(fā)電的利弊以及核能發(fā)電是聚變還是裂變？



一、核能發(fā)電的簡(jiǎn)單介紹

目前，世界正投入大量人力和物力開(kāi)發(fā)核聚變反應(yīng)堆。當(dāng)兩個(gè)輕核結(jié)合成一個(gè)較重的核時(shí)，能量也將被釋放。我們稱這種結(jié)合為聚變，釋放的能量稱為聚變能。在人工控制下的聚變被稱為受控聚變。在受控核聚變下釋放能量的裝置被稱為核聚變反應(yīng)堆。聚變能是一種更安全、更清潔、更經(jīng)濟(jì)的能源，而且可以實(shí)現(xiàn)直接的能量轉(zhuǎn)換，熱效率高。不僅每公斤核聚變?nèi)剂厢尫诺哪芰扛?，更重要的是，地球上的核聚變?nèi)剂蟽?chǔ)備比裂變?nèi)剂县S富得多。

二、核能發(fā)電的燃料是什么

核能發(fā)電的燃料是鈾。用鈾制成的核燃料在“反應(yīng)堆”的設(shè)備內(nèi)發(fā)生裂變而產(chǎn)生大量熱能，再用處于高壓力下的水把熱能帶出，在蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)帶著發(fā)電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，電就源源不斷地產(chǎn)生出來(lái)，并通過(guò)電網(wǎng)送到四面八方。

三、核能發(fā)電是什么變化

核能發(fā)電是物理變化。核能發(fā)電是是通過(guò)放射性元素本身核衰變過(guò)程中放出熱量的特性進(jìn)行發(fā)電的。準(zhǔn)確的說(shuō)核發(fā)電屬于核物理范圍的，我們所說(shuō)的化學(xué)變化只限于反應(yīng)前后原子的種類不發(fā)生變化，即原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)不發(fā)生變化，如果質(zhì)子數(shù)要發(fā)生變化則屬于核物理的范圍了。所以說(shuō)化學(xué)反應(yīng)的最基本微粒是原子，想了解更多原理請(qǐng)閱讀“核能發(fā)電原理是什么”這篇文章。



四、核能發(fā)電的利弊介紹

核能發(fā)電的最大利處是能量巨大，它可以用少量的核燃料產(chǎn)生大量的能量。一噸低濃縮鈾的能量相當(dāng)于約50000噸重油。此外，核能發(fā)電的利處有以下三點(diǎn)：

1、低污染。核能發(fā)電的方式是利用核反應(yīng)堆中核裂變釋放的熱能來(lái)發(fā)電。核能發(fā)電不會(huì)向大氣排放大量的污染物，不會(huì)造成空氣污染。特別是與火力發(fā)電站相比，核能發(fā)電不會(huì)產(chǎn)生地球溫室效應(yīng)的 "罪魁禍?zhǔn)?quot;--二氧化碳。核電站設(shè)置了層層屏障，基本上不會(huì)排放污染環(huán)境的物質(zhì)，甚至放射性污染也比燃煤電站少得多。

2、在燃料資源方面，世界上有豐富的核資源。核燃料包括鈾、釷、氘、鋰、硼等。全球鈾儲(chǔ)量約為417萬(wàn)噸。地球上可用的核燃料資源和能量是礦物燃料的100000倍以上。

3、運(yùn)輸方便，成本低廉。核燃料的能量密度比化石燃料高幾萬(wàn)倍，所以核電站使用的燃料體積小，運(yùn)輸和儲(chǔ)存方便。例如，核電站每年使用80噸核燃料，可以攜帶兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱那么長(zhǎng)。如果取代煤炭，需要515萬(wàn)噸，每天要用20噸卡車運(yùn)輸705輛。

我們知道核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì)，如果發(fā)生事故中釋放到外界環(huán)境，會(huì)對(duì)生態(tài)及民眾造成嚴(yán)重傷害。此外，核能發(fā)電的弊處有以下三點(diǎn)：

1、核廢料的處理需要嚴(yán)格執(zhí)行。雖然用過(guò)的核燃料體積不大，但由于其具有放射性，必須謹(jǐn)慎處理。一旦處理不當(dāng)，很可能會(huì)對(duì)環(huán)境生命產(chǎn)生致命的影響。核廢料的放射性無(wú)法通過(guò)一般的物理、化學(xué)和生物方法消除，只能通過(guò)放射性核素本身的衰變來(lái)減少。當(dāng)核廢料發(fā)出的輻射通過(guò)材料時(shí)，會(huì)發(fā)生電離和激發(fā)，從而對(duì)生物體造成輻射傷害。

目前，世界上處理高放射性核廢料的方式主要有兩種："后處理 "和 "直接處置"。"后處理 "主要是指從核廢料中回收可再利用的核原料；"直接處置 "是指將高放射性廢物埋入地下，一般要經(jīng)過(guò)冷卻、干藏和最終處置三個(gè)階段。美國(guó)一直在采取地下措施來(lái)處理核廢料。在內(nèi)華達(dá)州北部的尤卡山，11000個(gè)30-80噸的處理罐被埋在地下數(shù)百米的隧道里。

2、熱污染。核能發(fā)電的效率很低，所以它向環(huán)境排放的余熱比普通的化石燃料電廠多，所以核電站的熱污染比較嚴(yán)重，這也是核能發(fā)電的缺點(diǎn)之一。

3、核能發(fā)電被認(rèn)為是有風(fēng)險(xiǎn)的。核裂變必須由人類通過(guò)某些裝置來(lái)控制。一旦失去控制，裂變能量不僅可以用于發(fā)電，還可以導(dǎo)致災(zāi)難。世界各地已經(jīng)發(fā)生了多起核泄漏事故，對(duì)生態(tài)和人類造成了巨大的傷害。一些環(huán)保人士認(rèn)為，與其他可再生能源相比，核能并不是一種安全的能源。

五、核能發(fā)電是聚變還是裂變

核能發(fā)電是裂變。核能發(fā)電利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似。只是以核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器來(lái)代替火力發(fā)電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學(xué)能。除沸水堆外（見(jiàn)輕水堆），其他類型的動(dòng)力堆都是一回路的冷卻劑通過(guò)堆心加熱，在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳給二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)。沸水堆則是一回路的冷卻劑通過(guò)堆心加熱變成70個(gè)大氣壓左右的飽和蒸汽，經(jīng)汽水分離并干燥后直接推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)。

核能發(fā)電的能量來(lái)自核反應(yīng)堆中可裂變材料（核燃料）進(jìn)行裂變反應(yīng)所釋放的裂變能。裂變反應(yīng)指鈾-235、钚-239、鈾-233等重元素在中子作用下分裂為兩個(gè)碎片，同時(shí)放出中子和大量能量的過(guò)程。反應(yīng)中，可裂變物的原子核吸收一個(gè)中子后發(fā)生裂變并放出兩三個(gè)中子。若這些中子除 去消耗，至少有一個(gè)中子能引起另一個(gè)原子核裂變，使裂變自持地進(jìn)行，則這種反應(yīng)稱為鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)，實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是核能發(fā)電的前提。



以上是今天分享關(guān)于核能發(fā)電的利弊的相關(guān)介紹。目前我國(guó)正在加緊調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，迫切需要積極發(fā)展核電、風(fēng)電、水電、光伏等清潔優(yōu)質(zhì)能源。中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)仍然以煤炭為主，清潔和優(yōu)質(zhì)能源的比例很低，所以未來(lái)這些行業(yè)的發(fā)展前景都比較可觀。