核电的基本理念
一、什么是核能?
原子核结构发生变化时放出的能量叫核能,又称原子能。核能有三种,核聚变能、核裂变能和核衰变能。核衰变能由放射性核素衰变产生。
当铀-235原子核在中子作用下,分裂成两或三个原子序数较小的原子核的同时释放大量的能量,这就是核裂变能。当氘和氚的原子核在一定条件下聚合成氦原子核的同时释放出更大的能量,这就是核聚变能。
很多人觉得核能很神秘,其实不然,我们常见面的太阳就是一个时时刻刻在发生着核聚变反应的天体。我们时时都在亲身感受着“核能”。
二、为什么要发展核电
(1)核电是清洁的能源
目前的环境污染问题大部分是由使用化石燃料引起的。一座100万千瓦的火电厂每年要烧300万吨煤,产生大量煤灰,还产生大量二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等。由二氧化碳等造成的温室效应以及二氧化硫和氮氧化物等造成酸雨正在全球范围内破坏人类赖以生存的生态环境。
核能是不排放SO2、氮氧化物等污染物和CO2温室气体的清洁能源。同时核能发电具有高能量、少耗料的优势;核燃料燃烧后部分会转化为新的可裂变燃料,这些燃料经过加工处理后可重新使用。
(2)核电是经济的能源
发电厂每度电的成本是由电厂建造投资费、燃料费和管理维修费三部分组成的,其中主要是前两项。核电站燃料费只占总发电成本的30%—40%,而火电厂燃料费占总发电成本的60%—70%。由于核电站的燃料成本、运行成本较低,全寿期的发电成本、上网电价完全可以和煤电相比,国际上已经有很多国家的核电发电成本优于本国燃气发电和煤电。
随着未来我国核电机组的国产化、标准化、系列化、批量化生产,核电站的建造费用将不断下降;而煤电厂因需要安装静电除尘、烟气除硫和选择性催化还原等设施以降低外部环境成本,建造和维护费用还将增加。这样,我国核电未来将具备一定的经济竞争力。
(3)核电是可持续发展的能源
世界上已探明的铀储量约490万吨,钍储量275万吨,根据国际原子能机构的估算,这些铀钍资源可供世界核电站使用50年以上,足够使用到聚变能时代。
聚变燃料主要是氘和锂,海水中氘的含量为0.034g/L,据估计地球上总的水量约为138亿亿立方米,其中氘的储量约为40万亿吨,地球上的锂储量有2000多亿吨,锂可用来制造氚,足够人类在聚变能时代使用。按目前世界能源消费水平,地球上可供原子核聚变的氘和氚,能供人类使用上千亿年。因此,有些能源专家认为,只要解决了核聚变技术,人类就将从根本上解决了能源问题。
发布于《今日苍南》第2065期