核能是安全清洁的能源
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太原科技２００９年第２期
文章编号：1006－4877（2009）02－0015－02
TAIYUAN
SCI-TECH
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核能是安全清洁的能源
谢满廷
（中国辐射防护研究院，山西
太原
０３０００６）
1938年，德国物理学家哈恩和斯特拉斯量利用
中子轰击铀核时发现了铀核的裂变，这一成果使人们向核能的利用迈出了第一步。如核能发电、工业探伤、辐照育种、材料改性、放射性诊断和治疗等。尤其是在矿物燃料短缺、石油价格攀升、火电环境污染严重、水能源缺乏的局面下，发展核能势所必然。
核能又称原子能，是原子核中的核子重新分配时释放出来的能量。核能分为核裂变能和核聚变能。核裂变能是通过重元素（如铀、钚等）的原子核发生链式裂变反应时释放出来的能量；核聚变能是轻元素（氘和氚）原子核发生聚合反应时释放出来的能量。迄今达到工业应用的核能只有核裂变能[1]。
１核能的优越性
核能的能量密度大，消耗少量的核燃料就可以产生巨大的能量，每千克U-235释放的能量相当于2500t优质煤燃烧释放的能量。对于核电厂来说，只需消耗少量的核燃料，就能产生大量的电能。例如一座100万kW的火力发电厂每年要耗煤
300~400t，而相同功率的核电厂每年只需核燃料30~40t。因此，核能的利用不仅可以节省大量的煤
炭、石油，而且极大地减少了运输量。
２核能是一种清洁能源
我国核电厂运行的实践表明：核电是一种清洁的能源，它是减小我国能源环境污染的有效途径。
已有学者对我国20世纪90年代中期的煤电链和核电链对环境的影响进行了比较研究。煤电链是指从采煤、洗煤、运输、发电到废渣的利用和处置；核电链是指从铀的开采、水冶、转化、浓缩、元件制造、发电、后处理到废物处置。煤电链是基于20世纪90年代中期的全国平均值；核电链中天然铀开采和提取的数值是基于全国的平均值，比较研究结果如下。
1）对公众健康的影响。从对公众产生的辐射
照射看，煤电链为420人Sv（Gwea）-1，核电链为
8.39人Sv（Gwea）-1；煤电链约为核电链的50倍。
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就非辐射而言，采用健康危害评价方法，煤电链为
12人（Gwea）-1，核电链为0.67人（Gwea）-1，煤电链
比核电链高1个数量级。
2）对环境的影响。在正常情况下就可观察到
排出SO2和NOX等对森林、农作物等的明显影响。根据“我国酸雨沉降及其生态环境影响研究”课题的研究结果，1993年酸雨和SO2对江苏等东部七省农作物造成的经济损失为37亿元、森林为60亿元。1995年排放SO2的酸沉降对全国农作物和森林造成的经济损失为993亿元；如果加上对人体、建筑物、桥梁和设备等造成的危害，损失则更大。对核电链，除切尔诺贝利事故外，未发现可察觉的影响。固体废物占地面积，煤电链约为2.1×104m2（Gwea）-1，核电链为1×104m2（Gwea）-1；地表塌陷：煤电链为1×106m2（Gwea）-1，核电链仅为1.6×102m2（Gwea）-1。
根据国家环保总局、国家统计局、国家发改委发布的《2008年上半年各省、自治区、直辖市主要污染物排放量指标公报》结果显示，全国SO2排放总量1213.3万t，化学需氧量排放总量674.2万t。相比之下，核电向环境排放的废物要少得多，大约是煤电的几万分之一。它不排放SO2、苯并芘，也不产生粉尘、灰渣，是排放温室气体最少的能源，也是减小温室气体排放经济有效的手段。
我国核工业30a辐射环境质量评价表明：核工业对评价范围内居民产生的集体剂量小于同一范围内居民所受天然辐射剂量的1/10000。核设施周围关键居民组（指所受剂量中的最大者）所受剂量基本上均小于天然本底的1/10。秦山、大亚湾核电厂小于1/100。由此可见，核能是一种环境友好的绿色能源。
３核电是安全的工业
核电厂就是利用反应堆将核燃料裂变产生的能量转变为电能的发电厂。核电厂主要由核岛（主要包括反应堆、蒸汽发生器）、常规岛（主要包括气轮机、发电机）和配套设施组成。而核电厂与一般
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电厂的区别主要在于核岛里的反应堆，有人称它为原子炉，其工艺技术复杂，与众不同。为了防止放射性物质的泄露，核电厂在设计时采用了多道屏障，层层封隔，纵深防御。例如，反应堆有3道屏障，第一道屏障为燃料元件包壳，它能够把核燃料裂变产生的放射性物质密封起来；第二道屏障为压力容器（反应堆冷却剂压力边界），设计中有特殊措施防止一回路水泄露；第三道屏障为安全壳，能承受极限事故的内压、温度剧增和自然灾害等。通过这3道屏障，可保障放射性物质不会泄露到周围环境中去。除此之外，反应堆还依托一系列技术保障措施，可靠地控制着反应性。一旦发生系统故障，电脑不仅自动报警，而且还会显示排除故障程序。负责人员只要按照电脑指令排除故障即可。
我国自行设计建造的秦山核电厂10多年的运行实践和经验再一次证明，核电是安全的工业。即使万一发生重大事故，核电厂也有严密可靠的防护保障系统和应急措施，保证放射性物质不会释放到环境中，因此，核电对公众和环境的影响是很小的。
前苏联的切尔诺贝利事故并不能改变“核能是安全的能源”这一结论。作为核电历史上发生的一次最大的事故，切尔诺贝利核电事故是在特定堆型和条件下发生的。由于反应堆在设计上就存在安全性缺陷，加之操作人员的安全文化素养等因素，造成了灾难性事故的发生。而美国三里岛事故中，堆芯被严重破坏，但由于安全壳的良好密封性和屏蔽作用，只有微量的放射性核素释放到环境中去，附近居民受到的最大个人剂量不到1mSv，只与做一次X光胸部透视所受剂量差不多。此后，人们吸取了事故的教训，不断地改进核电厂的安全性。20a来，核电厂的安全性有了明显的提高。核能发展方兴未艾，新一代的反应堆，将比现有反应堆的安全性更高[1]。
理系统。
废气经高效过滤高空排放，向环境中排放的气体放射性远远低于允许排放的标准；废水处理采用化学处理、蒸发浓缩、净化等方法进行特殊处理后达标排放。经过特殊处理的放射性放射废气、废液在排放前还必须经过严格的监测，必须严格执行国家的排放标准。为了掌握排放对空气和环境污染的情况，核设施周围设置了许多监测点，一直进行着严密监测。放射性固体经过固化、焚烧，压缩运送到放射性废物贮存库并实施最终处置。保证这些放射性废物在其放射性消失以前与人类生活环境隔绝。
核电厂在正常运行中，放射性“三废”经过特殊处理，向环境中的排放量是很少的，仅为允许排放量的0.01%~50%，或更少。因此，核电厂科学严格的三废治理措施可确保放射性物质的排放量低到微不足道的水平。
５核电是我国可持续发展中不可替代的重要能源
能源的可持续发展是我国现代化面临的严峻问题。我国发电量和装机容量已居于世界第二位，但到2000年底，人均装机容量仅0.24kW，远低于世界平均水平。世界各国达到中等发达水平之前，人均装机容量通常超过1kW，我国居民家庭人均用电量仅为美国的2.4%。我国未来可能面临更为严重的能源短缺。
我国人均能源资源严重不足，人均石油探明剩余可采储量只相当于世界平均值的1/10，人均煤炭可采储量仅为世界平均值的1/2。石油和煤是重要的化工原料，合理开发和保有一定储量是十分重要的。核电开拓了天然铀的应用领域，使铀矿石转化为生产性应用。当前铀矿石的储量足以满足核电几十年的需要，而且潜力很大。铀资源的利用、海水中提铀及核聚变，则可使得核电的燃料几乎是无限的。可见，从资源的可持续发展看，发展核电是十分必要的[2]。
总之，发展核能是减少大气污染和改善生态环境的有效途径，是减少温室气体排放量的经济有效手段。核能是我国未来能源构成中不可替代的重要组成部分，清洁环保的核能必将为解决人类的能源问题做出巨大贡献。
参考文献：
［１］罗上庚．走近核科学技术［Ｍ］．北京．原子能出版社，２００５．［２］潘自强．核能与可持续发展［Ｊ］．科技导报，２００３（７）：１８１．
（责任编辑尚炜）
４核电放射性废物对环境的影响微不足道
我国和世界发展核电的实践表明，核电放射性废物的管理是安全的。核电产生的放射性废物没有发生过一次对环境产生明显影响的事故。我国在发展核电的初期就制定了严格的放射性废物管理政策，制定了《辐射防护规定》和《放射性废物管理》等标准，国务院、国家环境保护总局发布了《中低放废物处置的方针与政策》等规章。为了阻止或减少放射性物质向环境释放，保护环境、保障公众的健康，核电厂设置了一套完善的“三废”处
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