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核电科普知识宣讲资料
1.什么是核能
世界上一切物质都是由原子构成的，原子又是由原子核和它周围的电子构成的。
轻原子核的融合和重原子核的分裂都能放出能量，分别称为核聚变能和核裂变能，简称核能。
本书内提到的核能是指核裂变能。
前面提到核电厂的燃料是铀。
铀是一种重金属元素，天然铀由三种同位素组成：
铀－235含量0.71%
铀－238含量99.28%
铀－234含量0.0058%
铀－235是自然界存在的易于发生裂变的唯一核素。
当一个中子轰击铀－235原子核时，这个原子核能分裂成两个较轻的原子核，同时产生2到3个中子和射线，并放出能量。
如果新产生的中子又打中另一个铀－235原子核，能引起新的裂变。
在链式反应中，能量会源源不断地释放出来。
铀－235裂变放出多少能量呢？
请记住一个数字，
即1千克铀－235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃烧放出的能量。
2.核反应堆原理
反应堆是核电站的关键设计，链式裂变反应就在其中进行。
反应堆种类很多，核电站中使用最多的是压水堆。
压水堆中首先要有核燃料。
核燃料是把小指头大的烧结二氧化铀芯块，装到锆合金管中，将三百多根装有芯块的锆合金管组装在一起，成为燃料组件。
大多数组件中都有一束控制棒，控制着链式反应的强度和反应的开始与终止。
压水堆以水作为冷却剂在主泵的推动下流过燃料组件，吸收了核裂变产生的热能以后流出反应堆，进入蒸汽发生器，在那里把热量传给二次侧的水，使它们变成蒸汽送去发电，而主冷却剂本身的温度就降低了。
从蒸汽发生器出来的主冷却剂再由主泵送回反应堆去加热。
冷却剂的这一循环通道称为一回路，一回路高压由稳压器来维持和调节。
3.什么是核电站
火力发电站利用煤和石油发电，水力发电站利用水力发电，而核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发电站核电站大体可分为两部分：
一部分是利用核能生产蒸汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统；另一部分是利用蒸汽发电的常规岛，包括汽轮发电机系统。
核电站用的燃料是铀。
铀是一种很重的金属。
用铀制成的核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网送到四面八方。
这就是最普通的压水反应堆核电站的工作原理。
在发达国家，核电已有几十年的发展历史，核电已成为一种成熟的能源。
我国的核工业已也已有40多年发展历史，建立了从地质勘察、采矿到元件加工、后处理等相当完整的核燃料循环体系，已建成多种类型的核反应堆并有多年的安全管理和运行经验，拥有一支专业齐全、技术过硬的队伍。
核电站的建设和运行是一项复杂的技术。
我国目前已经能够设计、建造和运行自己的核电站。
秦山核电站就是由我国自己研究设计建造的。
4.什么是核电厂
电是电厂生产出来的。
我们知道有烧煤或石油的火力发电厂，有靠水力发电的水电站，还有一些靠风力、太阳能、地热、潮汐能、波浪能、沼气生产电力的小型或实验性发电装置。
核电厂就是一种靠原子核内蕴藏的能量，大规模生产电力的新型发电厂。
核电厂用的燃料是铀。
铀是一种很重的金属。
用铀制成的核燃料在一种叫做“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生出来，并通过电网送到四面八方。
这就是最普通的压水反应堆核电厂的工作原理。
5.什么是放射性
约在100年前，科学家发现某些物质能放出三种射线：
α（阿尔法）射线、β（贝塔）射线，γ（伽玛）射线。
以后的研究证明：
α射线是α粒子（氦原子核）流，β射线是β粒子（电子）流，统称粒子辐射。
类似的还有中子射线、宇宙射线等。
γ射线是波长很短的电磁波，称为电磁辐射。
类似的还有X射线等。
这些射线的共同特点是：
1、有一定穿透物质的能力；2、人的五官不能感知，但能使照相底片感光；3、照射到某些特殊物质上能发出可见的荧光；4、通过物质时有产生电离作用。
射线主要通过电离作用对生物体产生一定的影响。
射线并不可怕，我们吃的食物、住的房屋，甚至我们的身体内都有能放出射线的物质。
我们戴夜光表、作X光检查、乘飞机、吸烟都会接受一定的辐射剂量。
但是，过高的辐射剂量会引起有害健康的效应。
两个关于放射性的计量单位
6.什么是反应堆
核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应，从而实现核能-热能转换的装置。
核电厂用的压水反应堆有一个厚厚的钢质贺筒形外壳，腰部有几个进水品和出水口，称为压力容器，900兆瓦的压水堆，其压力容器高12米，直径3.9米，壁厚约0.2米。
压力容器内是堆芯，堆芯由燃料组件和控制棒组件等组成。
水在它们的间隙中流过。
水在此起两个作用，一是降低中子的速度使之易于被铀－235核吸收，二是带出热量。
900兆瓦的压水堆一般装有157个燃料组件，约含80吨二氧化铀。
压力容器顶装有控制棒驱动机构，通过改变控制棒的位置来实现开堆、停堆（包括紧急停堆）和调节功率的大小。
7.什么叫做核事故
一般来说，在核设施（例如核电厂）内发生了意外情况，造成放射性物质外泄，致使工作人员和公众受超过或相当于规定限值的照射，则称为核事故。
显然，核事故的严重程度可以有一个很大的范围，为了有一个统一的认识标准，国际上把核设施内发生的有安全意义的事件分为七个等级。
由表可以看出，只有4－7级才称为“事故”。
5级以上的事故需要实施场外应急计划，这种事故世界上共发生过三次，即苏联切尔诺贝利事故、英国温茨凯尔事故和美国三里岛事故。
8.核电部分厂房描述
中国的大部分厂房都是这样的，二代技术，最近又有关于三代技术的厂房，有兴趣的可以去别处查找下，本人水平有限。
1）、反应堆厂房：
包括内外安全壳和内部结构以及堆芯熔融物捕捉器。
反应堆厂房是双层圆筒形结构，该建筑包容并支撑与一回路相关的主要设施（包括压力容器和主冷却回路，包括主泵，蒸发器和稳压器）。
反应堆换料腔和内部结构。
辅助设备。
厂房的主要功能是防止外部事件对内部反应的影响，确保不发生泄漏。
包括一回路发生事故失水，使厂房内压力和温度升高。
1.1）、安全壳：
安全壳是双层墙体结构，其中内墙体由预应力混凝土筒体和混凝土穹顶构成，内面衬以钢衬里，保证密封。
外安全壳抵抗外部冲击。
1.8米宽的环形区域将内外安全壳隔离，该区域处于负压状态，收集发生泄漏事故后泄漏物的收集，保证泄漏物在排入大气前被过滤，双层安全壳是考虑在严重事故对环境的有效保护。
1.2）、内部结构：
主要功能是提供反应堆压力容器的支撑和附属设备的支撑；人员及设备的生物防护；防止管道的甩击和飞射物对安全壳、各回路以及安全系统的影响。
1.3）、结构描述：
内部结构是钢筋混凝土结构包括一次屏蔽墙，二次屏蔽墙，反应堆换料腔；楼板和墙体。
1.4）、堆芯熔融物捕捉器：
位于堆芯CVCS和VDS系统下部分为三部分，由堆坑下部、堆芯熔融物扩展通道和扩张区域组成。
表面覆盖细石混凝土。
底部有循环水系统，用以事故状态下对熔融物降温，水来自换料储水箱。
2）、安全厂房：
安全厂房1&4分为9层，分别布置在安全壳两侧；厂房2&3分为8层，布置在一起，采用双层墙体。
外墙与厂房各楼层分开，通向厂房的门应有门禁系统。
3）、燃料厂房：
位于反应堆厂房和安全厂房2、3相对的位置，与反应堆厂房和安全厂房位于一个筏基础之上。
9层（0.00-19.5m区域）。
西侧为乏燃料水池及相关设施。
东侧为事故废气过滤机组。
采用双层墙，门应有门禁系统。
4）、核辅助厂房：
核辅助厂房内设置与电厂运行必需的与安全无关的辅助系统，同时设置有部分维修区域。
是钢筋混凝土结构，基础与厂房的筏基础是分离的，放射性设备周围设置屏蔽结构以及有系统的隔离。
提供充分的生物隔离。
5）、进出厂房：
基础厂房内设有为保障人员安全进出核岛所必需的设备和设施。
进出厂房的基础和核岛的基础临近，设置沉降缝，允许相对的位移。
6）、放射性废弃物厂房：
分为放射性废弃物厂房（HQB）和放射性废弃物储存厂房（HQS），其可收集、储存、处理液体和固体放射性废弃物。
为两个机组公用，它同1号机组的核辅助厂房建筑直接连接，用来储存、运输树脂类废弃物以及收集、临时储存、运送废液。
在放射性废弃物厂房和2号机辅助厂房附属建筑（2HQS）之间连接一条热管，用来输送2号机的废液。
7）、应急柴油机房：
（HD）是钢筋混凝土结构，其钢筋混凝土筏基及地下部分及外墙使用沥青绝缘材料来防水的。
用来放置柴油燃料储存罐、柴油燃料槽房间的楼板、墙体及天花板表面是掺合了憎油材料的水泥砂浆抹面的。
8）、安全厂用水泵房：
为混凝土结构，其钢筋混凝土结构设计、配合比及工艺应具备足够的耐久性以保证结构主体能防止地下水和海水的侵蚀，所有与水接触的混凝土表面应使用精细模板，其他地方可以使用粗制模板。
核电行业市场可观
核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，每千瓦时电能的成本比火电站要低20%以上。
核电站还可以大大减少燃料的运输量。
例如，一座100万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨，而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨。
核电的另一个优势是干净、无污染，几乎是零排放，对于发展迅速环境压力较大的中国来说，再合适不过。
2007年，中国核电总发电量628.62亿千瓦时，上网电量为592.63亿千瓦时，同比分别增长14.61%和14.39%。
田湾核电站2台106万千瓦的机组分别于2007年5月和8月投入商运，中国核电运行机组达到11台，运行总装机容量达907.8万千瓦。
截至2007年底，中国电力装机容量达到7.13亿千瓦，全国电力供需继续保持总体平衡态势。
同时，随着田湾核电站两台百万千瓦核电机组投产，目前全国核电装机容量已达885万千瓦。
2007年全国水电、火电装机容量均保持超过10％的增长，分别达到1.45亿千瓦和5.54亿千瓦。
而风电并网生产的装机总容量则实现翻番，达到403万千瓦。
中国对于核电的发展已经开始放宽政策，长期以来，中国官方一直强调要“有限”发展核电产业。
而在2003年以来，中国出现了全面性能源紧张。
在这种情况下，国内关于大力发展核电产业的呼声日益强烈。
高层关于发展核电的这一最新表态无疑是值得肯定的，因为它确立了核电产业的战略性地步，不但对解决中国长期性的能源紧张有积极意义，而且也是和平时期保持中国战略威慑能力的理想途径，可谓“一箭双雕”。
中国目前建成和在建的核电站总装机容量为870万千瓦，预计到2010年中国核电装机容量约为2000万千瓦，2020年约为4000万千瓦。
到2050年，根据不同部门的估算，中国核电装机容量可以分为高中低三种方案：
高方案为3.6亿千瓦（约占中国电力总装机容量的30%），中方案为2.4亿千瓦（约占中国电力总装机容量的20%），低方案为1.2亿千瓦（约占中国电力总装机容量的10%）。
中国国家发展改革委员会正在制定中国核电发展民用工业规划，准备到2020年中国电力总装机容量预计为9亿千瓦时，核电的比重将占电力总容量的4%，即是中国核电在2020年时将为3600-4000万千瓦。
也就是说，到2020年中国将建成40座相当于大亚湾那样的百万千瓦级的核电站。
从核电发展总趋势来看，中国核电发展的技术路线和战略路线早已明确并正在执行，当前发展压水堆，中期发展快中子堆，远期发展聚变堆。
具体地说就是，近期发展热中子反应堆核电站；为了充分利用铀资源，采用铀钚循环的技术路线，中期发展快中子增殖反应堆核电站；远期发展聚变堆核电站，从而基本上“永远”解决能源需求的矛盾。
技术及市场现状
国际核电企业以日系为中心，形成三足鼎立的局面：
日本富士财团的日立―美国通用、日本三井财团的东芝―美国西屋、日本三菱财团的三菱重工―法国阿海珐。
日本在核电技术和市场的垄断雏形已经出现，中国加快发展核能应用的能源战略调整必然受制于日本。
核电技术方案
纵观核电发展历史，核电站技术方案大致可以分四代，即：
第一代核电站
核电站的开发与建设开始于上世纪50年代。
1954年，前苏联建成电功率为5兆瓦的实验性核电站：
1957年，美国建成电功率为9万千瓦的shippingport原型核电站，这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。
国际上把上述实验性和原型核电机组称为第一代核电机组。
第二代核电站
上世界60年代后期，在实验性和原型核电机组基础上，陆续建成电功率在30万千瓦的压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核电机组，它们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，使核电的经济性也得以证明。
上世纪70年代，因石油涨价引发的能源危机促进了核电的大发展。
目前世界上商业运行的四百多座核电机组绝大部分是在这段时期建成的，习惯上称之为第二代核电机组。
第三代核电站
上世纪90年代，为了解决三里岛和切尔诺贝利核电站的严重事故的负面影响，世界核电业界集中力量对严重事故的预防和缓解进行了研究和攻关，美国和欧洲先后出台了“先进轻水堆用户要求”文件，即URD文件（utilityrequirementsdocument）和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”，即（EUR）文（Europeanutilityrequirementsdocument），进一步明确了预防与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。
国际上通常把满足URD文件或EUR文件的核电机组称为第三代核电机组。
对第三代核电机组要求能在2010年前进行商用建造。
第四代核电站
2000年1月，在美国能源部的倡议下，美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国和阿根廷等十个有意发展核能的国家，联合组成了“第四代国际核能论坛”（GIF），于2001年7月签署了合约，约定共同合作研究开发第四代核能技术。
根据设想，第四代核能方案的安全性和经济性将更加优越，废物量极少，无需厂外应急，并具备固有的防止核扩散的能力。
第一代核电站为原型堆，其目的在于验证核电设计技术和商业开发前景；第二代核电站为技术成熟的商业堆，目前在运的核电站绝大部分属于第二代核电站；第三代核电站为符合URD或EUR要求的核电站，其安全性和经济性均较第二代有所提高，属于未来发展的主要方向之一；第四代核电站强化了防止核扩散等方面的要求，目前处在原型堆技术研发阶段。
核泄漏对人类有何影响？
核泄漏一般情况下对人类的影响表现在核辐射。
放射性物质以波或微粒形式发射出一种能量，包括阿尔法射线（α）、贝塔射线（β）和伽马射线（γ）。
α辐射只要用一张纸就能挡住，但吸入体内危害大；β辐射是高速电子流，带负电，质量小，用几毫米厚的铝片就可以挡住，皮肤沾上后烧伤明显；γ辐射和X射线相似，能穿透人体和建筑物，危害距离远。
宇宙、自然界能产生放射性的物质不少，譬如，人体内部天然存在着放射性物质钾—40；岩石、土壤和水体中也存在着放射性物质；太阳光等宇宙射线；使用手机、看电视、坐飞机、抽烟，特别是胸透检查，都会产生辐射。
辐射无色、无味、无声，看不见摸不着，却可用仪器来探测和度量。
度量辐射剂量的单位是希沃特（Sv），简称希，1毫希沃特等于1％希沃特。
据统计，世界各地的天然辐射剂量平均为2.2毫希/人·年，而核电站对周围居民造成的辐射剂量平均仅为0.02毫希/人·年，不到前者的1%，比一年做一次X光胸透检查所受的辐射还小得多（做一次胸透检查所受的剂量为0.2毫希）。
科学研究证明，少量的辐射照射对人体是无害的，只有核爆炸或核电站事故泄漏的放射性物质超标才能大范围地造成人员伤亡。
防止放射性物质外泄的四道屏障
为了落实纵深防御原则,我们在放射性物质（裂变产物）和环境之间设置了四道屏障,只要其中有一道屏障是完整的,就不会发生放射性物质外泄的事故.
第一道屏障---燃料芯块
（燃料芯块）
核裂变产生的放射性物质98％以上滞留在二氧化铀陶瓷芯块中,不会释放出来.
第二道屏障---燃料包壳
燃料芯块密封在锆合金包壳内,防止放射性物质进入一回路水中.
第三道屏障---压力边界
由核燃料构成的堆芯封闭在壁厚20厘米的钢质压力容器内,压力容器和整个一回路都是耐高压的,放射性物质不会漏到反应堆厂房中.
第四道屏障---安全壳
反应堆厂房是一个高大的预应力钢筋混凝土构筑物,壁厚近1米,内表面加有6毫米厚的钢衬,防止放射性进入环境.1．核电站的废物如何处置？
（燃料包壳）
（压力边界）
（安全壳）
核电站的废物如何处置
核电站像其他工业企业一样，也要产生废物。
核电站产生的废物，数量比一般燃煤电厂少，仅为同等规模燃煤电站的万分之一。
2．为什么压水堆不会出切尔诺贝利事故？
1986年4月26日，苏联切尔诺贝利核电站，发生了反应堆问世以来的最大事故，导致大量放射性物质外泄。
大亚湾核电站及岭澳核电站是不会出这类事故的，因为两者是截然不同的核电站。
1986年苏联切尔诺贝利核电站
*慢化剂：
是使中子减速（又称慢化）从而促使核裂变在受控制情况下进行的物质
生活中的辐射
约在100年前，科学家发现某些物质能放出三种射线：
阿尔法射线、贝塔射线和伽玛射线。
以后证明阿尔法射线是氦原子核流，贝塔射线是电子流，类似的还有宇宙射线、中子射线等，统称粒子辐射。
伽玛射线是波长很短的电磁波，类似的还X射线等，统称电磁辐射。
辐射在无色无味，无声无臭，看不见，摸不着。
不过辐射却可用仪器来探测和量度。
度量辐射剂量的单位是希沃特。
简称希。
1毫希等于千分之一希。
（各种射线的穿透能力）
辐射无处不在，我们吃的食物、住的房屋、天空大地、山月草木，乃至人的身体都存在着放射性。
我国某些高本底地区3.7毫希/年；砖房0.75毫希/年；宇宙射线0.45毫希/年；水、粮食、蔬菜、空气0.25毫希/年；土壤0.15毫希/年；北京-欧洲往返一次0.04毫希；胸部透视一次0.02毫希。
核电站运行对周围居民的辐射影响，远远低于天然辐射，可以说微乎其微。
核电站不会像原子弹那样爆炸
核燃料中的有效成分是铀—235，铀—235同样也是原子弹中的核炸药，那么核电站会不会像原子弹那样爆炸呢？
不必担心，绝没有这种可能性！
■“啤酒烧不着”
核燃料中铀—235的含量约为3%，而核炸药中铀—235含量高达90%以上。
核燃料引不起核爆炸，正像啤酒和白酒都含有酒精，白酒因酒精含量高可以点燃，而啤酒则因酒精含量低不能点燃一样。
■发生核爆炸并不简单
原子弹同样是一项高技术产品，形成核爆炸有非常严格的条件。
原子弹必须用高浓度的铀－235或钚-239作核装料，以一套精密复杂的系统引爆高能烈性炸药，利用爆炸力在瞬间精确地改变核装料的形状或位置，才能形成不可控的链式裂变反应，发生核爆炸。
这种苛刻的条件，在核电站里是不可能的。
■压水式反应堆有内在的安全的特性
压水式反应堆具有设计所赋予的内在安全特性。
当核能释放得太快时，反应堆能自动限制核能释放的速度，使反应堆维持在一个比较安全的水平上。
更何况核反应堆还有多重的安全保护系统，确保堆不会失控。
纵深防御原则
核电站为我们生产大量电力,同时,也会生产大量我们所不希望的放射性,为了保护电站工作人员和电站周围居民的健康,核电站始终坚持“质量第一,安全第一”的原则.
核电站的设计,建造和运行,采用了纵深防御的原则,从设备和措施上提供多层次的重迭保护,确保反应堆的功率能得到有效的控制,燃料组件能得到充分冷却,放射性物质能有效地包容起来不发生泄漏.
我们所说的纵深防御,包括以下五道防线:
第一道防线:
精心设计,精心施工,确保核电站的设备精良.建立周密的程序,严格的制度和必要的监督,加强对核电站工作人员的教育和培养,使得人人关心安全,人人注意安全,防止发生故障.
第二道防线:
加强运行管理和监督,及时正确处理不正常情况,排除故障.
第三道防线:
必要时启动由设计提供的安全系统和保护系统,防止设备故障和人为差错酿成事故.
第四道防线:
启用核电站安全系统,加强事故中的电站管理,防止事故扩大,保护安全壳厂房.
第五道防线:
万一发生极不可能发生的事故,并且有放射性外泄,启用厂内外应急响应计划,努力减少事故对居民的影响.
有了以上互相依赖、相互支持的各道防线,核电站是非常安全的.
核电站的质量保证
质量是企业的生命,建立全面的质量保证体系,是确保核电站安全的一项重要的管理措施.根据国家核安全法规和国际原子能机构核安全标准的要求,核电站在选址、设计、建造、调试、运行和退役的每一个阶段,都要有质量保证大纲,各阶段的每一项具体活动都要有专门的质量保证程序，确保核电站的设备质量高，人员素质好。
核电站一切活动，主要靠第一线的工作人员来保证其安全和质量，这就是质量控制。
而质量保证的监督监查工作，则由两级质保机构来完成。
上级部门和国家核安全局的检查和监查，是更高层次的外部质保活动。
所有这些活动的目的只有一个，就是保证核电站在纵深防御和四道屏障方面，没有重大缺陷和漏洞，确保核电站的建造质量和运行安全。
·时代呼唤核能·
人类100多万年进化发展的过程，就是一部不断向自然索取更多能源的历史，在现代社会中能源的人均消耗已经成为衡量一个国家生产水平和生活水平的重要标志之一。
按现在的开采水平估计，世界上的煤、石油、天然气资源将在几十年内逐渐枯竭。
如果不加紧开发新能源，几十年后，人类将怎么办？
我国是一个发展中国家，人均能耗仅为发达国家的几十分之一。
国民经济要大发展，首先能源要有个大发展。
我国的煤、石油、水力等虽然丰富，但是人口众多，人均占有量不到世界平均值的二分之一。
而且，我国能源资源分布极不均匀。
60%以上的煤矿集中在东北，70%的水力资源在西南。
而人口、工业多集中在东南沿海地区。
“北煤南运、西电东送”的难题一直是制约我国经济发展的巨大障碍。
煤、石油、天然气还是重要的化工原料，用作燃料非常可惜。
同时，由于大量燃烧煤碳和石油所引起的环境污染和生态平衡问题越来越受到人们的重视。
因此，我们的时代需要有新型的能源。
2003年广东省发电装机容量约3600万千瓦，而要在2010年实现国民生产总值翻一翻，广东省装机容量预计需要达到5500万千瓦，到2020年，则需要达到9000万千瓦。
一座100万千瓦的火电厂，每年要烧煤300万吨。
广东是缺煤地区，增建5000万千瓦火电厂，则每天需用50艘万吨或300列火车进行“北煤南运”。
一座100万千瓦的核电站，每年只需要补充30吨核燃料，6辆卡车就可以运到现场，而且核电成本比火电低15-50%。
占全省面积不到四分之一的珠江三角洲，集中了占全省火电厂50%左右的装机容量，排放的二氧化硫容量已趋饱和，火电发展已受到限制。
核电作为安全清洁的能源，在广东发展势在必行。
核能的崛起
科学家们经过多年研究，他们认为除了煤、石油气等燃料以外，还有很多可以利用的能源。
比如风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、海水温差等等。
但是，以上这些能源很难在短期内实现大规模的的工业生产和应
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