第四代核能系统论坛(GIF)研讨GIF的可持续发展
第四代核能系统论坛（GIF）研讨GIF的可持续发展
【中国核能行业协会2015-7-27报道】
7月21日，中国核能行业协会GIF联络办公室，在京组织召开了中国加入GIF第四代核能可持续发展工作组（ISTF）专题研讨会。
会议听取了协会GIF联络办负责人、国家电力投资集团公司专家分别作的《第四代核能系统可持续发展专项任务组情况介绍》《对可持续发展工作组任务大纲的建议》的报告。会议充分肯定了我国加入ISTF的必要性，讨论了如何加入ISTF及国内工作机制等问题。
会议认为，ISTF的工作有助于促成第四代核能系统的可持续发展研究与评价，对第四代核能系统可持续发展目标取得共识，对进一步认识资源的利用、废物最小化等有很大的借鉴意义，对我国先进核能开发具有积极的推动作用。会议建议，加入GIF-ISTF并积极承担相关的研究和交流工作，在科技部和国防科工局的领导下，由中国GIF联络办公室协调建立GIF可持续发展国内专家组，并确定牵头支持单位。
世界核电技术发展简史
世界核电技术发展简史 1、第一代核电技术 即早期原型反应堆，主要目的是为通过试验示范形式来验证核电在工程实施上的可行性。 前苏联在1954年建成5兆瓦实验性石墨沸水堆型核电站;英国1956年建成45兆瓦原型天然铀石墨气冷堆型核电站;美国1957年建成60兆瓦原型压水堆型核电站;法国1962年建成60兆瓦天然铀石墨气冷堆型核电站;加拿大1962年建成25兆瓦天然铀重水堆型核电站。这些核电站均属于第一代核电站。 2、第二代核电技术 第二代核电技术是在第一代核电技术的基础上建成的，它实现了商业化、标准化等，包括压水堆、沸水堆和重水堆等，单机组的功率水平在第一代核电技术基础上大幅提高，达到千兆瓦级。 在第二代核电技术高速发展期，美、苏、日和西欧各国均制定了庞大的核电规划。美国成批建造了500至1100兆瓦的压水堆、沸水堆，并出口其他国家;前苏联建造了1000兆瓦石墨堆和440兆瓦、1000兆瓦VVER型压水堆;日本和法国引进、消化了美国的压水堆、沸水堆技术，其核电发电量均增加了20多倍。 美国三里岛核电站事故和前苏联切尔诺贝利核电站事故催生了第二代改进型核电站，其主要特点是增设了氢气控制系统、安全壳泄压装置等，安全性能得到显著提升。此前建设的所有核电站均为一代改进堆或二代堆，如日本福岛第一核电站的部分机组反应堆。我国目前运行的核电站大多为第二代改进型。 3、第三代核电技术 指满足美国“先进轻水堆型用户要求”(URD)和“欧洲用户对轻水堆型核电站的要求”(EUR)的压水堆型技术核电机组，是具有更高安全性、更高功率的新一代先进核电站。 第三代先进压水堆型核电站主要有ABWR、System80+、AP600、AP1000、EPR、ACR等技术类型，其中具有代表性的是美国的AP1000和法国的EPR。中国已引进AP1000等技术，分别在浙江三门和山东海阳等地开工建造。 4、第四代核电技术 第四代核电是由美国能源部发起，并联合法国、英国、日本等9个国家共同研究的下一代核电技术。目前仍处于开发阶段，预计可在2030年左右投入应用。第四代核能系统将满足安全、经济、可持续发展、极少的废物生成、燃料增殖的风险低、防止核扩散等基本要求。
第四代核能系统的研究开发
第四代核能系统的研究开发 近年来，世界各国提出了许多新概念的反应堆设计和燃料循环方案。2000年1月，在美国能源部的倡议下，十个有意发展核能利用的国家派专家联合组成了“第四代国际核能论坛”（GIF），于2001年7月签署了合约（Charter），约定共同合作研究开发第四代核能系统（Gen Ⅳ）。这十个国家是：美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国和阿根廷。第四代核能系统开发的目标是要在2030年左右创新地开发出新一代核能系统，使其在安全性、经济性、可持续发展性、防核扩散、防恐怖袭击等方面都有显著的先进性和竞争能力；它不仅要考虑用于发电或制氢等的核反应堆装置，还应把核燃料循环也包括在内，组成完整的核能利用系统。 GIF主要是由各国政府部门支持的科研院所、高等院校和工业界的专家所组成，自2000年至2002年三年中，先后有100多名专家开过八次研讨会，提出了第四代核能系统的具体技术目标，主要是： 1、核电机组比投资不大于1000美元/KW，发电成本不大于3美分/KWh，建设周期不超过三年； 2、非常低的堆芯熔化概率和燃料破损率，人为错误不会导致严重事故，不需要厂外应急措施； 3、尽可能减少核从业人员的职业剂量，尽可能减少核废物产生量，对核废物要有一个完整的处理和处置方案，其安全性要能为公众所接受； 4、核电站本身要有很强的防核扩散能力，核电和核燃料技术难于被恐怖主义组织所利用，这些措施要能用科学方法进行评估； 5、要有全寿期和全环节的管理系统； 6、要有国际合作的开发机制。 GIF在2002年5月在巴黎举行的研讨会上，选定了六种反应堆型的概念设计，作为第四代核能系统的优先研究开发对象。这六种堆型中，有三种是热中子堆，有三种是快中子堆。 属于热中子堆的是： 超临界水冷堆（SCWR， Supercritical water-cooled Reactor） 很高温气冷堆（VHTR， Very-high-temperature gas-cooled reactor）
核能的可持续发展性
核能的可持续发展性 核能(nuclear energy)是人类历史上的一项伟大发现，这离不开早期西方科学家的探索发现，他们为核能的应用奠定了基础。 1895年德国物理学家伦琴发现了X射线。 1896年法国物理学家贝克勒尔发现了放射性。 1905年爱因斯坦提出质能转换公式。 1938年德国科学家奥托·哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象。 1942年12月2日美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。 1954年苏联建成了世界上第一座核电站------奥布灵斯克核电站。 在1945年之前，人类在能源利用领域只涉及到物理变化和化学变化。二战时，原子弹诞生了。人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开对核能应用前景的研究。 大自然的奉献与人类的聪明才智的结合缔造了核能，一个世纪的时间，核能已经成为了世界能源家族中最重要的一员了。在今天，核能主要有四个作用：第一也是最主要的用途即用于电力生产。当今世界面临的最大问题之一就是能源短缺。像石油、天然气、煤炭，这些化石燃料不但是污染源，而且终将耗尽。此外，从石油中可以提炼石油化工产品或更有价值的产品，所以应该节约使用石油。现在世界上许多国家，特别是工业国家几乎都用核能发电，世界16%的电也是通过核能保障的。世界上六分之一的电是由核电站生产的。现在许多国家还在继续建造核电站。 第二个用途即发展医学技术。现在核技术的发展越来越使医学技术受益，许多病症需要用放射性物质来治疗和预防。如：核放射和核药物对确诊和治疗癌症就有很大的功效。科学家们制造了各种核放射仪器，用其确诊脑癌、肠癌、前列腺癌和乳癌。这些机器对医生对症下药提供了很大帮助。此外，核放射物还能确诊甲状腺、传染病、关节炎、贫血等症状，这使医学越来越依赖于核技术。现今可以用核能而发明的“CT”和核磁共振来确诊每个人身体上不适的地方，并且其误诊率非常低。 第三个用途即用于处理食物。核技术对食品的影响也越来越大，如有些容易
第四代核反应堆系统简介
第四代核反应堆系统简介 绪言 第四代核反应堆系统（Gen IV）是当前正在被研究的一组理论上的核反应堆，其概念最先是在1999年6月召开的美国核学会年会上提出的。美国、法国、日本、英国等核电发达国家在2000年组建了Gen-IV国际论坛（GIF），并完成制定Gen IV研发目标计划。预期在2030年之前，这些设计方案一般不可能投入商业运行。核工业界普遍认同将，目前世界上在运行中的反应堆为第二代或第三代反应堆系统，以区别已于不久前退役的第一代反应堆系统。在八项技术指标上，第四代核能系统国际论坛已开始正式研究这些反应堆类型。这项计划主要目标是改善核能安全，加强防止核扩散问题，减少核燃料浪费和自然资源的利用，并降低建造和运行这些核电站的成本。并在2030年左右，向商业市场提供能够很好解决核能经济性、安全性、废物处理和防止核扩散问题的第四代核反应堆。 图1 从第一代到第四代核能系统的时间跨越 第一代核反应堆产生于上个世纪70 年代前,其主要目的是生产用于军事目的的铀;第二代核反应堆出现于70 年代,是目前大部分核电站使用的堆型,其目的是降低对石油国家的能源供应依赖;第三代核反应堆是在1979 年美国长岛和1986 年乌克兰切尔诺贝利核电站事故后出现的,主要是增加了安全性,但它并不能很好地解决核废料问题;第四代核反应堆则可以同时很好地解决安全和废料问题。对于第四代核能系统标准且可靠的经济评价，一个完整的核能模式显得十分重要。对于采用新型核能系统的第四代核电站的经济评估，人们需要采用新的评价手段，因为它们的特性大大不同于目前的第二代和第三代核电站。目前的经济模式不适合于比较不同的核技术或核电站，而是用于比较核能和化石能源。 第四代核反应堆的堆型 最初，人们设想过多种反应堆类型。但是经过筛选后，重点选定了几个技术上很有前途且最有可能符合Gen IV的初衷目标的反应堆。它们为几个热中子核反应堆和三种快中子反应
第四代核能系统的特点及其热力循环
第四代核能系统的特点及其热力循环 第四代核能系统的特点 第四代核反应堆技术有别于第三代先进反应堆。它在拓宽核能和平利用空间，提高核安全性、经济性等方面提出了一系列更加新颖的规划设想，包括更合理的核燃料循环、减少核废物、防止核扩散以及消除严重事故、避免厂外应急等。 2002年第四代核能系统国际论坛选择了以下6种技术方案作为第四代核反应堆重点开发对象。 1.超临界水冷堆（SCWR） SCWR是在水的热力学临界点以上运行的高温、高压水冷堆。SCWR效率比目前轻水堆高1/3，采用沸水堆的直接循环，简化了系统。在相同输出功率下，由于采用稠密栅格布置以及超临界水的热容大，因此SCWR只有一般轻水堆的一半大小。 超临界水冷堆及其系统因为反应堆的冷却剂不发生想变，而且采用直接循环，可以大大简化系统。SCWR参考堆热功率1700MWt，运行压力25MPa，堆芯出口温度510℃，使用氧化铀燃料。SCWR的非能动安全特性与简化沸水堆相似。SCWR结合了轻水反应堆和超临界燃煤电厂两种成熟技术。由于系统简化和热效率高（近效率达44%），发电成本可望降低30%，SCWR在经济上有很大竞争力。
日本提出的热中子谱超临界水堆系统是较为典型的压力容器式反应堆。该方案取消了蒸汽发生器、稳压器和二回路相关系统，整个装置是一个简单的闭式直接循环系统。超临界压力水通过反应堆堆芯加热直接引入汽轮机发电，实现了直接循环，使系统大大简化。系统压力约25.0MPa，反应堆的冷却剂入口温度为280℃，出口温度为530℃。装置热功率为2740MW，净效率高达44.4%，可输出1217MW 电功率 SCWR待解决的技术问题：材料和结构要耐极高的温度、压力以及堆芯的辐射，这就带来了很多相关问题，涉及腐蚀问题、辐射分解作用和水化学作用以及强度和脆变等问题；SCWR的安全性，涉及非能动安全系统的设计，要克服堆芯再淹没时出现的正反应性；理论上有可能出现密度波以及热工水力学和自然循环相耦合的不稳定性。功率、温度和压力的控制上有很大挑战，例如，给水功率控制，控制棒的温度控制，汽轮机的节流压力控制等。需要研究电站的启动过程，防止启动过程出现失控。 2.超高温气冷堆（VHTR） VHTR是高温低冷对的进一步发展，采用石墨慢化、氦气冷却、铀燃料一次通过的循环方式。其燃料可承受高达1800度高温，冷却出口温度可大1000度以上。VHTR具有良好非能动安全特性，热效率可超过50%，经济上竞争力强。VHTR可以向高温、高耗能和不使用电能的工艺过程提供光谱热量，还可以与发电设备组合以满足热电联产的需要。系统还具有采用铀/钚燃料循环的灵活性，产生的核废料极少。 VHTR要从目前的堆芯出口温度850到950度提高到1000到1100度，仍有许多技术上有待解决的问题，在这种超高温下，铯和银迁徙能力的增加可能会使得燃料的碳化硅包覆层不足以限制它们，所以需要进行新的燃料和材料研发，以满足堆芯出口温度可达1000度以上的要求；事故时燃料温度最高可达1800度；最大燃耗可达150到200（GWD/MTHM)。 3.熔盐反应堆（MSR） 熔盐反应堆是钠、锆和铀的氟化物液体混合物做燃料的反应堆。氟化物传热性能好，无辐射，与空水、水都不发生剧烈反应。在熔盐中产生的热量通过中间热交换器传给二次侧冷却剂，在通过第三热交换器传给能量转化系统。参考电厂的电功率是百万千瓦级。堆芯出口温度700度，也可达800度，以提高热效率。
核能的有效利用与可持续发展
目前，在全球范围内，为解决油气资源枯竭和燃煤造成的环境污染问题，科学家正在加紧研究开发新能源和可再生能源如核能、风能、太阳能、地热和水力发电等替代能源。其中，核能作为一种清洁、安全和经济的新型能源，其逐渐取代现有化石能源（煤炭和石油）的趋向已越来越明显。调整和优化能源结构，尽可能多地用清洁能源如核能替代含碳量高的化石能源，已经成为中国各界人士的共识和迫切要求，也是能源产业发展应当遵循的原则。 核能是20世纪出现的新能源，核科技的发展是人类科技发展史上的重大成就。核能的有效利用，对于缓解能源紧张、减轻环境污染具有重要的意义。我国十分重视核能的开发利用，在国家高技术研究发展计划（863计划）中，能源领域研制开发三种先进反应堆，它们是快中子堆、高温气冷堆、聚变－裂变混合堆。目前，核裂变能已经为人类提供了总能耗的6％。而当将来利用轻原子核的聚变反应产生的核聚变能得到工业应用后，人类将从根本上解决能源紧张的问题。 从人类能源需求的前景来看，发展核能更是必由之路，这是因为核能有其无法取代的优点，主要表现于： 1.核能是地球上储量最丰富的能源，又是高度浓集的能源。 2.核电是清洁的能源，有利于保护环境。 3.核电的经济性优于火电。 4.以核燃料代替煤和石油，有利于资源的合理利用。 中国核能利用坚持可持续发展，核电发展采用热堆－快堆－聚变堆“三步走”的方针。近期以压水堆核电 站为主，在充分利用已有技术，建设一批压水堆核电站的同时，积极开展国际合作，适时建造先进压水堆 核电站，并以此作为我国未来核电发展的主力机型。 中国积极推进和平利用核能的开发研究，力争在一些重大项目上有新的突破。例如，利用快堆发电、 用核能进行海水淡化、用低温供热堆采暖、用高温气冷堆发电和制氢等，当条件成熟时，使其成为新的产 业。 在更长远的将来，能源开发将更多地寄希望于受控热核反应即核聚变堆的应用。热核反应技术如果获得突破，将有很多优点：热核燃料资源极其丰富，几乎是取之不尽；热核聚变的产物不象裂变产物那样产生核辐射，因而对人类的安全性要比现在的核电站高得多。因此，聚变反应堆核电站的商用成功，将会为人类“永远”解决能源需求问题。
我国第四代核裂变反应堆核
我国第四代核裂变反应堆核“芯”技术取得重要突破 日前从中科院核能安全技术研究所了解到，该所先进核能研究团队在第四代核裂变反应堆堆芯核心技术上取得重要突破，研发出新型燃料组件及包壳材料，解决了铅基堆堆芯高份额燃料、高密度冷却剂、耐高温耐腐蚀结构材料等关键技术难题。这一成果打破了国外相关技术垄断，实现了第四代核裂变反应堆核心技术自主掌握。 铅基堆被“第四代核能系统国际论坛（GIF）”组织评定为有望首个实现工业示范和商业应用的第四代核裂变反应堆。得益于铅基材料优良的中子物理和热物理特性以及稳定的化学性质，铅基堆在产能安全性和经济性方面具有突出优势，还具有良好的核废料“焚烧”处理能力和核燃料增殖能力，是一种能够实现多种应用和可持续发展的先进核能系统。西方多个国家目前正积极推动铅基堆工程化应用，计划本世纪二十年代实现商业示范。 燃料组件及包壳是铅基堆堆芯的核心构件，其结构设计和所用材料受到堆内复杂的服役环境的挑战。 由中国核学会理事长李冠兴院士、上海大学周邦新院士、华中科技大学李德群院士及行业内知名专家组成的专家组，近日对中科院核安全所自主研发的“中国铅基堆原型燃料组件及包壳材料”进行了成果鉴定。专家组一致认为：中国铅基堆原型燃料组件及包壳材料实现了自主化研发，填补了国内空白，其中新型包壳材料的耐高温和耐腐蚀性能处于国际先进水平，对促进我国液态金属冷却反应堆创新发展具有重要意义。 据介绍，铅基堆已被选作中国科学院战略性先导科技专项“未来先进核裂变能－ADS 嬗变系统”和国家“十二五”重大基础设施建设项目“加速器驱动嬗变研究装置”的反应堆系统。中科院核安全所负责“ADS嬗变系统”中铅基堆的研发工作，目前已经完成了反应堆系统详细设计及主要技术研发，并在核心设计理念与关键设备研制方面实现了突破，具备了铅基堆工程实施能力。
核能开发利用现状及对环境的污染
核能开发利用现状及对环境的污染 唐浩 【关键词】：能源危机核能发展开发利用现状核电环境污染 【摘要】：面对日益加剧的能源危机以及化石能源的利用产生的温室效应、环境污染等问题，世界 各国都对能源的发展决策给予极大重视。本文着重阐述了核能的发展历程、核能的开发利用现状以 及核能的开发利用对环境造成的影响，分析了核能、核电相对于传统能源的明显优势，指出了大力 开发利用核能、发展核电是实现人类社会和经济可持续发展的必然选择，清洁、高效的核能有着广 阔的发展前景。 能源是人类社会和经济发展的保障性资源，同时能源问题也是世界性的问题。目前人类所使用的能源主要是化石能源，自19世纪70年年代产业革命以来，化石燃料的消费量急剧保持增长，90%以上的世界经济活动所需的能源都依靠化石能源提供，由于大量消耗，这类资源正趋于枯竭；同时化石燃料的大规模利用也带来了严重的环境污染，导致了温室效应和全球气候变暖等一系列环境问题。能源危机与环境危机日益紧迫，寻找新的清洁、安全、高效的能源是人类所面临的共同任务。 现代社会中，除了煤炭、石油、天然气、水力资源外，还有许多可利用的能源，如风能、太阳能、潮汐能、地热能等等，但是由于技术问题和开发成本等因素，这些能源很难在近期内实现大规模的工业生产和利用；而核能是一种经济、安全、可靠、清洁的能源，同各种化石能源相比起来，核能对环境和人类健康的危害更小，这些明显的优势使核能成为新世纪可以大规模使用的安全和经济的工业能源。 1 能源危机与发展核能的必然性 由于人类对化石能源的大规模开发利用，可供开采的化石能源日益衰竭，在世界一次能源供应 中约占87.7% , 其中石油占37.3%、煤炭占26.5%、天然气占23.9%。非化石能源和可再生能源虽然发 展迅猛、增长很快, 但仍保持较低的比例, 约为12.3%。根据《2004年BP 世界能源统计》, 截止到2003年底, 全世界剩余石油探明可采储量为1565.8亿吨, 2003年世界石油产量为36.79亿吨, 即可供 开采年限大约42 年。煤炭剩余可采储量为9844.5 亿吨, 可供192 年，天然气剩余可采储量为175.78 万亿立方米, 可供67 年。化石燃料在使用过程中也造成了严重的环境污染，温室效应、酸雨和全球 气候变暖等全球性的环境问题不断加剧，资源危机和环境危机使人类文明的可持续发展受到制约和 挑战。 由于新的可再生清洁能源目前面临技术和成本的问题，只有核能是一种既清洁、又安全可靠且 经济上具竞争力的最现实的替代能源。根据国际原子能机构的一位专家发表的报告，一座装机容量
第四代核能系统介绍
目前世界大多数国家电力市场上的竞争日趋激烈，迫使电力生产商和它们的供应商更加关注它们的运行成本和投资的盈利能力。现有的核电系统在这样的市场上显得初投资太高、建设期太长和项目规模太大。核工业要生存下去并保持繁荣，就需要执行商业化的、以利润为导向的方针。从总体上看，核动力在中期和远期的市场中都具有竞争潜力。但是，要使这种潜力变为现实，还要在许多方面付出极大的努力，包括必须能在不危及安全的前提下大幅度降低成本，包括运行和维护费用，并使电厂的可利用率达到较高水平。面对上述挑战，国际核能界正在进行多方面的研究和调整，其中一项举措就是对第四代核能系统的研发。包括有关国家政府、工业界、电力公司、大学、实验室、研究院所都不同程度地关注或参与这个研发。每年的研发费用超过20亿美元。按广泛被接受的观点，已有的核能系统分为三代：（1）上个世纪50年代末至60年代初建造的第一批原型核电站；（2）60年代至70年代大批建造的单机容量在600~1400 MW的标准型核电站，它们是目前世界上正在运行的439座核电站（2002年6月统计数）的主体；（3）80年代开始发展、在90年代末开始投入市场的先进轻水堆（AL WR）核电站。 Gen-IV的概念最先是在1999年6月召开的美国核学会年会上提出的。在当年11月该学会冬季年会上，进一步明确了发展Gen-IV的设想。美国、法国、日本、英国等核电发达国家在2000年组建了Gen-IV国际论坛，拟用2~3年的时间完成制定Gen-IV研发目标计划。这项计划总的目标是在2030年左右，向市场上提供能够很好解决核能经济性、安全性、废物处理和防止核扩散问题的Gen-IV。 2 Gen-IV的研发目标目前Gen-IV先进核能系统的概念还比较模糊，国际上也没有一个确切的定义。但是，这里已经明确的是"先进核能系统"，而非"先进反应堆"。其应满足安全、经济、可持续发展、极少的废物生成、燃料增殖的风险低等基本标准。具体来说，研发Gen-IV的目标有三类： 2.1 可持续能力目标按照比较权威的定义，可持续能力的本质是如何维系地球生存支持系统去满足人类基本需求的能力。对一个特定系统而言，是其在规定目标和预设阶段
核电发展可分为四代
世界核电站可划分为四代 录入时间：2008-3-25 作者：snpec 第一代核电站： 自50年至60年代初苏联、美国等建造的第一批单机容量在300MWe左右的核电站，如美国的希平港核电站和英第安角1号核电站，法国的舒兹(Chooz)核电站，德国的奥珀利海母(Obrigheim)核电站,日本的美浜1号核电站等。第一代核电厂属于原型堆核电厂，主要目的是为了通过试验示范形式来验证其核电在工程实施上的可行性。 第二代核电站： 第二代核电厂主要是实现商业化、标准化、系列化、批量化，以提高经济性。自60年代末至70年代世界上建造了大批单机容量在600－1400MWe的标准化和系列化核电站，以美国西屋公司为代表的Model 212（600MWe，两环路压水堆，堆芯有121合组件，采用12英尺燃料组件）、Model 312（1000MWe，3环路压水堆，堆芯有157盒组件，采用12英尺燃料组件，），Model 314 （1040MWe，3环路压水堆，堆芯有157盒组件，采用14英尺燃料组件），Model 412（1200MWe，4环路压水堆，堆芯有193盒组件，采用12英尺燃料组件，）、Model 414（1300MWe，4环路压水堆，堆芯有193盒组件，采用14英尺燃料组件）、System80（1050MWe，2环路压水堆）以及一大批沸水堆（BWR）均可划入第二代核电站范畴。法国的CPY，P4，P4′′也属于Model 312，Model 414一类标准核电站。日本、韩国也建造了一批Model 412、BWR、System80等标准核电站。 第二代核电站是目前世界正在运行的439座核电站（2007年9月统计数）主力机组，总装机容量为3.72亿千瓦。还共有34台在建核电机组，总装机容量为0.278亿千瓦。在三里岛核电站和切尔诺贝利核电站发生事故之后，各国对正在运行的核电站进行了不同程度的改进，在安全性和经济性都有了不同程度的提高。 第三代核电站: 对于第三代核电站类型有各种不同看法。 美国核电用户要求文件（URD）和欧洲核电用户要求文件（EUR）提出了下一代核电站的安全和设计技术要求，它包括了改革型的能动（安全系统）核电站和先进型的非能动（安全系统）核电站，并完成了全部工程论证和试验工作以及核电站的初步设计，它们将成为下一代（第三代）核电站的主力堆型，这类典型的核电站见下表： 第三代核电站美国欧洲 EPR 能动核电站：System 80+, APR1400,APWR1600，ABWR， ESBWR 非能动核电站：AP1000 EP1000 第三代核电站的安全性和经济性都将明显优于第二代核电站。由于安全是核电发展的前提，世界各国除了对正在运行的第二代机组进行延寿与补充性建一些二代加的机组外，接下来新一批的核电建设重点是采用更安全、更经济的先进第三代核电机组。我国国家引进的美国非能动AP1000核电站以及广东核电集团公司引进的法国EPR核电站都属于第三代核电站。 第四代核能系统: 第四代核能系统概念（有别于核电技术或先进反应堆），最先由美国能源部的核能、科学与技术办公室提出，始见于1999年6月美国核学会夏季年会，同年11月的该学会冬季年会上，发展第四代核能系统的设想得到进一步明确；2000年1月，美国能源部发起并约请阿根廷、巴西、加拿大、法国、日本、韩国、南非和英国等9个国家的政府代表开会，讨论开发新一代核能技术的国际合作问题，取得了广泛共识，并发表了“九国联合声明” 。随后，由美国、法国、日本、英国等核电发达国家组建了“第四代核能系统国际论坛（GIF）”，拟于2-3年内定出相关目标和计划；这项计划总的目标是在2030年左右，向市场推出能够解决核能经济性、安全性、废物处理和防止核扩散问题的第四代核能系统（Gen-IV）。 第四代核能系统将满足安全、经济、可持续发展、极少的废物生成、燃料增殖的风险低、防止核扩散等基本要求。 目前，世界各国都在不同程度上开展第四代核电能系统的基础技术和学课的研发工作。 第四代核电能系统包括三种快中子反应堆系统和三种热中子反应堆系统： 第四代核能系统代号中子能谱燃料循环
我国快堆和第4代先进核能系统
重大核科学工程
中国实验快堆（CEFR） 我国快堆和第4代先进核能系统 徐钅米 2000年首先由美国提出、2001年众多核能国家认可的第4代先进核能系统（简称“第4代”）共推荐了6种堆型，即钠冷快堆、气冷快堆、铅冷快堆、超临界水堆、超高温堆和熔盐堆。它们的技术基础不同。世界上钠冷快堆曾建造18座，从实验快堆、原型快堆、直到经济验证性快堆，已积累了350快堆·年的运行经验，工程技术已近成熟；熔盐堆只建过实验堆；其它4种堆型从未建造，其中铅冷快堆仅于20世纪六七十年代建造过类似于铅冷的铅铋冷却潜艇用快堆十一二座，因冷却剂工艺问题，运行并不成功。 2001年以来，“第4代”在两个世界性的技术合作组织INPRO（反应堆与燃料循环创新国际计划）和GIF（第Ⅳ代先进核能系统国际论坛）组织下，近30个核能国家参于合作开发，至今尚未有任何“第4代”堆型完整的设计，但已有对“第4代”比较明确的定性目标，即可持续性、经济性、安全性和可靠性及防核扩散和实体防卫。 1）可持续性 “第4代”的要求是：能提供清洁、可持续的核能，能为世界长期使用和对核燃料实现有效利用；应能处理好核废物，并使核废物量最小化，特别是减少核废物长期管理的负担，从而改进对公众和环境的保护。 在各种反应堆堆型中，快中子反应堆是唯一能实现工程意义上燃料增殖的堆型，且能嬗变长寿命核废物核素。我国选择的钠冷快堆采用合金燃料，有最高的燃料增殖能力，不仅能使我国核能可持续发展，且能满足我国核能快速增长的需求，比如，到2050年，可使我国核电发展到240 GWe 或以上。在我国核能发展的战略研究中，准备用我国原型快堆规模的快堆，一址多堆、模块化建造焚烧堆，以焚烧长寿命次量锕系核素（MA）和嬗变长寿命裂变产物（LLFP）。 2）经济性 “第4代”的要求是在整个寿期的投资上明显地优于其它能源系统，应在投资风险方面能与其它能源系统不相上下。 我国快堆工程发展尚在实验快堆阶段，以后将逐步发展到原型快堆、经济验证性快堆阶段，并力争主要技术选择的一致性，以此减小商用快堆的技术经济风险，并逐步达到优化和简化系统使快堆有好的经济性。实际上，目前已有快堆工程经验的国家正在建造和设计的快堆已有可与当前轻水堆竞争的可能性了。 3）安全性和可靠性 “第4代”应有更优良的安全性和可靠性，有非常低的堆芯损坏程度，应消除厂外应急的需要。 我国钠冷快堆的设计指导思想是充分利用快堆固有安全性和尽量采用非能动安全的工程措施，如对中国实验快堆采用了非能动余热导出系统，对中国原型快堆和经济性验证快堆将会增设非能动停堆系统以应对其可能的正钠空泡效应，保证在任何设计事故下钠不沸腾，堆芯不熔化。计算结果指出，中国实验快堆的堆芯熔化概率已低到每堆·年4×10－7，且设计事故甚至超设计事故下均不需要厂外应急。
人教版九年级物理全册：第22章《能源与可持续发展》知识点梳理与汇总
第二十二章能源与可持续发展 第一节能源家族 化石能源：煤、石油、天然气。 生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能，如：食物、柴薪等。所有生命物质中都含有生物质能。 一次能源：可以从自然界直接获取的能源为一次能源。如煤、石油、天然气、风能、水能、潮汐能、太阳能、地热能、核能、柴薪等。 二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为二次能源。如电能。 不可再生能源：凡是越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源，都属于不可再生能源。如煤、石油、天然气、核能。 可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源。如水能、风能、太阳能、食物、柴薪、地热能、沼气、潮汐能等。 按使用开发的时间长短来分类，能源还可以分成常规能源和新能源。如化石能源、水能、风能等数常规能源，核能、太阳能、潮汐能、地热能属新能源。 第二节：核能 1、裂变：用中子轰击较重的原子核，使其裂变为较轻原子核的一种核反应。 核反应堆中的链式反应是可控的，原子弹的链式反应是不可控的。 核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应。 2、聚变：使较轻原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。，也被成为热核反应。 氢弹爆炸的聚变反应是不可控的。 核能的优点和可能带来的问题： ①核能的优点：核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅可以节省大量的煤、石油等能，而且用料省，运输方便。核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质，核电是一种比较清洁的能源。 ②利用核能可能带来的问题：如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。 第三节太阳能 在太阳的内部，氢原子核在超高温度条件下发生聚变，释放出巨大的核能。 大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射除去。 绿色植物的光合作用将太阳能转化为生物体的化学能。 我们今天使用的煤、石油、天然气等化石燃料，实际上是来自上亿年前地球所接收的太阳能。 太阳能的利用：①利用集热器加热物质（热传递，太阳能转化为内能）； ②用太阳能电池把太阳能转化为电能（太阳能转化为电能）。 太阳能具有取之不尽、用之不竭，清洁无污染等优点。 第四节能量的转化和守恒 1、能源革命： 人类历史上不断进行着能量转化技术的进步，就是所谓的能源革命。能源革命导致了人类文明的跃进。 第一次能源革命：钻木取火； 第二次能源革命：蒸汽机的发明； 第三次能源革命：核能 能量的转化和转移具有方向性。 3、能量守恒定律： 能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 第五节能源与可持续发展
第四代核电站与中国核电的未来
第四代核电站与中国核电的未来 核电是世界三大支柱能源之一，具有清洁、安全、高效的特性。在20世纪末21世纪初的几年里，发生了对世界核电发展产生深远影响的三件大事：美国政府发起了第四代核电站的技术政策研究；俄罗斯总统普京在世界新千年峰会上，发出了推动世界核电发展的倡议；美国总统布什颁布了美国新的能源政策，把扩大核能作为国家能源政策的主要组成部分。 1999年6月，美国能源部（Department of Energy, DOE）核能、科学与技术办公室首次提出了第四代核电站（以下简称第四代核电）的倡议。2000年1月，DOE又发起、组织了由阿根廷、巴西、加拿大、法国、日本、韩国、南非、英国和美国等九个国家参加的高级政府代表会议，就开发第四代核电的国际合作问题进行了讨论，并在发展核电方面达成了十点共识，其基本思想是：全世界（特别是发展中国家）为社会发展和改善全球生态环境需要发展核电；第三代核电还需改进；发展核电必须提高其经济性和安全性，并且必须减少废物，防止核扩散；核电技术要同核燃料循环统一考虑。会议决定成立高级技术专家组，对细节问题作进一步研究，并提出推荐性意见。 同年5月，DOE又组织了近百名国内外专家就第四代核电的一般目标问题进行研讨，目的是选出一个或几个第四代核电的概念，以便进一步开展工作。2001年7月，上述九国成立了第四代核能系统国际论坛（Generation IV International Forum, GIF）并签署了协议。2002年9月19日至20日，GIF在东京召开了会议，参加国家除上述九国外，还增加了瑞士（2002年2月加盟）。会上10国对第四代核电站堆型的技术方向形成共识，即在2030年以前开发六种第四代核电站的新堆型。核电站的分代标志 第一代（GEN-I）核电站是早期的原型堆电站，即1950年至1960年前期开发的轻水堆（light water reactors, LWR）核电站，如美国的希平港(Shipping Port)压水堆（pressurized-water reactor, PWR）、德累斯顿(Dresden)沸水堆(boiling water reactor, BWR)以及英国的镁诺克斯(Magnox)石墨气冷堆等。
核能的发展及安全利用
目前全世界的经济，政治和生活方式都离不开化石能源，但是随着消费量的不断增加，化石能源储量的不断减少，人们迫切需要寻找一种替代能源，而能满足能效高，技术上可行，环保，并且可再生这四个条件的能源并不多。不过有一种能源能做到这一点，那就是核能。 截至2006年，全世界运转中的核反应堆435座，有29座以上在建设中。美国运转最多，为103座。法国次之，为59座。日本为55座（1座以上在建设中），俄罗斯为31座（7座以上在建设中）。 拥有核能发电的30个国家中，由核能供电的份额变化较大。从法国高达占78%，到比利时占54%、韩国占39%、瑞士占37%、日本占30%、美国占19%、南非占4%和中国占2%。 现在核能发电站的扩建集中在亚洲：至2006年底建设中的29座就有15座在亚洲。最近建设的36座核反应堆已与电网联网的有26座在亚洲。印度核能发电所占比例现小于3%，但至2006年底，拥有建设中核电站的1/4，在建设中29座核电站中拥有7座。印度的计划更令人印象深到：到2022年将增长8倍，达到电力供应的10%；到2052年将增长75倍，达到电力供应的26%。75倍的增长意味着年均增长9.4%，与全球1970~2004年的平均增长率相同。 美国：从GNEP倡导者到实践者 “全球核能伙伴计划”(GNEP)是美国长远的核能战略。它旨在向全世界推广民用核能技术，并最终找到一种对核废料进行再加工的方法，使 中国核能发展状况：中国的核工业在五十年代中期开始建立,现已形成比较完整的核工业体系。八十代初核电开始起步。中国自行设计建造的秦山30万千瓦压水堆核电站，1985年3月正式开工,1991年12月并网发电。利用外资和引进国外成套设备兴建的大亚湾核电站两台90万千瓦机组，于1987年8月开工建设，1994年投入商业运行。“九五”期间有4个核电项目8台机组开工建设，总装机容量为660万千瓦。它们分别是：1996年6月开工建设的秦山二期核电站两台60万千瓦压水堆机组，1997年5月开工建设的岭澳核电站两台100万千瓦级压水堆机组，1998年6月开工建设的秦山三期核电站两台70万千瓦级重水堆机组，这三个项目均计划于2003年建成投产；于1999年10月开工建设的田湾核电站两台100万千瓦级压水堆机组，预计2005年建成投产。 核电自八十年代初起步以来，在核电站的建设和运行、前期准备工作、国产化、有关法规和管理体系的建立等方面做了大量的工作，取得了相当的进展，为今后的发展奠定了基础。 中国通过6个核电项目11台机组的建设，现已形成基本配套的核动力、核燃料科研开发工业体系；积累了科研、设计、建设、运行等一整套宝贵经验；培养和造就了一支专业齐全，具有相当实力的科研、设计和工程建设队伍，建立了一批大型实验台架，进行了大量科研攻关和设计研究。通过在建项目的实施，掌握了
核能的发展和利用
核能的发展和利用 检索报告 09 级物理学专业物本091 班 学号 200905401117 姓名周华
一、检索课题名称（中英文） 核能的发展与利用 （The development and utilization of nuclear energy） 二、分析研究课题 随着科学技术的不断发展和人们对保护环境意识的不断提高，能源的有效开发利用已成为现代人们必须解决一大难题。核能成为现在人们开发利用能源的首选。核能的开发与利用已成为现在人们最为关注的问题。如今核能的开发与利用主要体现在以下几方面： （1）核能在核电事业中的利用 （2）核能在武器中的发展 (3)核能的利用对环境的影响 (4)核能利用中存在的安全问题 根据以上分析，本课题主要是根据核能发展与利用中的主要体现与存在的问题进行相关材料的查找。 三、检索步骤及检索结果 3.1 检索工具 中国知网、百度文库、维普期刊、读秀学术搜索、SpringerLINK 3.1.1检索式 1)题名=核能 and 发展 2)主题=核能 and 利用 3)题名=核能 and 环境保护 4）主题=核能 and 安全问题
3.1.2 检索年限 1988——2012 3.1.3 检索结果 （1）候红育. 和平利用核能走到新关口.瞭望新闻周刊 2006- 【摘要】<正>朝鲜不顾国际社会坚决反对悍然进行了核试验,伊朗坚持自己拥有和平利用 核能的权利,和平利用核能正面临巨大挑战在不少国家对核能的需求日益增加的大氛围中,由于核能的和平利用与核扩散的密切联系,再加上朝鲜和伊朗核问题此起彼伏引发的紧张,国际社会各方一直在努力寻求应对核扩散挑战之策。《不扩散核武器条约》面临挑战核不 扩散条约是有核缔约国和无核缔约国达成的权利与义务的平衡。 （2）宋学斌 . 核能利用策略的审视和思考 . 中国核工业 . 2011-4 【摘要】核能利用对优化我国能源结构和确保能源安全具有重要的和不可替 代的作用。核与辐射安全始终是核能利用的最优先考虑事项,增强核安全监管 能力是实现核安全的有力保障。培养和巩固公众对核电安全的信心和信任是一 个艰难的长期过程,只有通过核电运行取得的卓越安全业绩,和包括核设施退 役和放射性废物治理产业在内的,整个核工业系统持之以恒的努力才能得以实现。 (3) 马榕翊 . 福岛核事故对我国核电安全发展的启示 . 《安全》 .2012 -3 【摘要】福岛第一核电站位于日本福岛县双叶郡大熊町及双叶叮，东临太平洋，占地350公顷，是东京电力公司第一座核能发电厂。自第一台机组于1971年3月投入运行以来，先后建造并投入使用6台沸水堆机组，总装机容量470万千瓦。 (4) 高峰客观检视核能在世界能源发展中的作用《防灾博览》 2011年第6期 【摘要】日本的核电站爆炸,当然会让人们联想起苏联切尔诺贝利核电站造成的惨痛灾难。尽管日本福岛核电站的灾难,还需要观察事态的发展和进行全面评估,但是过去任何担保核电站安全的承诺,都已受到... （5）冯昊青基于核安全发展的核伦理研究中南大学 2008 【摘要】核开发利用是充满巨大价值与风险的人类实践活动,它为人类掘出幸福源泉的同时,也深刻的影响着人类的安全与命运。由此产生的诸多价值困境和伦理难题使之陷入安全与发展的两难困境,需要核伦理学的参与为其解决一系列的价值困境和伦理难题。然而,核伦理学因为解决“核战争与道义”的时代问题而生,它围绕“核威慑战略与道义”主题构建自己的理论体系,且一直没能跟上人类核实践活动的发展进程,未能将更为广阔的核开发利用整个领域的道德现象纳入研究领域,无论其内容体系还是理论方法都不能适应核开发利用的现实需要,因而需要发展和完善才能发挥其实践功能和应用功效。核伦理存在和发展的现实基础是:实现核开发利用的巨大价值支点是其安全发展,而影响其安全
九年级物理能源与可持续发展第二节核能最全笔记
核能 一、核能 1、原子、原子核的组成 （1）分子由原子构成，原子由原子核和核外电子构成，其中原子核带正电，核外电子带负电。 （2）原子由原子核和核外绕核旋转的电子构成，原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，其电荷量跟电子的电荷量相等，中子不带电，整个原子不显电性。质子的质量比电子大得多，质子和中子的质量几乎相同，二者在一起构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。 2、核能 （1）质子、中子依靠强大的核力紧密的结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。 （2）核能属于一次能源，也属于新能源，释放核能的方式有两种：核裂变和核聚变。 二、裂变 1、裂变：用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变， 变成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种现象叫做 裂变。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。 2、链式反应：用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能， 同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核。。。。。。于是就 导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。 3、裂变的应用：原子核在裂变时能够释放出大量的能量。 （1）如果对链式反应不加控制，将在极短时间内释放出巨大的核能，发生剧烈 爆炸，原子弹就是根据这一原理制成的。 （2）我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制链式反应的装置。 控制链式反应的速度，能够缓慢地、平稳的释放核能的装置，叫做核反应堆，核反应堆是核电站的核心设备，它以铀为核燃料。核反应堆中放出的核能转化为高温高压蒸汽的内能，通过汽轮机和发电机转化为电能。 核反应堆 核电站工作流程 （3）核电站工作流程 ①第一回路中的水或者其他液体被泵压入核 反应堆，在那里加热，然后进入热交换器，把热量 传递给第二回路的水，以后又被泵压回到核反应堆 里。 ②在热交换器内，第二回路中的水经加热生成
中国实验快堆-第四代堆型-未来核电的主要方向
中国实验快堆工程 ——核燃料越烧越多，核废料越烧越少 工程总投资：13.88亿元 工程期限：1995年——2010年 北京房山区中国原子能科学研究院内建设的中国第一座钠冷池式快中子增殖反应堆。 长久以来，核电一直被认为是人类在和平利用核能方面的伟大创举，目前全世界已有核电站400多座，占全世界发电总量的17％。核电凭借其安全、高效、清洁的诸多特性，开始为越来越多的国家重视。美国和欧洲许
多国家经历了20世纪80年代初到90年代末的反核浪潮之后，又开始大力发展核电，可以预见在未来的20年内，世界范围内将掀起新一轮发展核电的热潮。亚洲则以中国庞大的核电建设计划震撼世界，按照规划中国将在2020年前新建58座百万千瓦核电机组，这相当于目前日本核电机组的总数。 但是大规模的核电建设计划，对于日益枯竭的铀矿资源而言，是个矛盾日深的关系。其关键症结在于目前国际上使用的压水堆核电站存在核燃料利用率低的问题，铀矿资源中只有占蕴藏量0.66%的铀－235能够在提纯处理后作为核电站燃料，而其余占天然铀99.2％以上的铀—238则只能做核废料处理。预计到2030年，世界上易开采的低成本铀资源的80%都将被消耗掉。而那时，正是我国核电事业大发展时期，核电站可能出现无米下锅的尴尬局面。 而快中子增殖反应堆则完全能够解决这一问题，它可以将带有放射性的铀—238从核废料变成核燃料，使铀矿资源利用率从1%提高到70%以上。一举解决铀矿资源枯竭，核材料利用率低，和核废料难以处理等三大棘手问题。因此开发快中子增殖反应堆，对于充分利用我国铀资源、持续稳定地发展核电、解决后续能源供应等问题具有重大的战略意义。
第4代核能系统国际论坛_GIF_进展
重大核科学工程·中国实验快堆5 图2 CDFR系统流程示意图 10）采用“虹吸”破坏的非能动装置防止一回路辅助系统泄漏时的过度失钠事故。 11）采用由密封性厂房和若干放射性包容小室组成的放射性包容系统，保证反应堆在任何设计基准事故情况下，排放的放射性物质符合国家核安全限值。 12）采用数字化仪表和控制系统设计，简化主控制室和仪表检测系统，提高可运行性。 第4代核能系统国际论坛(GIF)进展 杨红义，宋维 随着世界范围的能源供应日趋紧张，以及人们对全球气候变暖和可持续发展等问题的日益关注，核能必将在未来世界的发展中发挥举足轻重的作用。为了解决发展核能所面临的铀资源短缺和核废料处理两大难题，保持核能的长期可持续发展，并减少环境忧虑，促使核能成为真正清洁能源，第4代核能系统国际论坛（Generation IV International Forum，简称GIF）应运而生。 2001年7月，包括美国在内的9个国家正式签署GIF《宪章》，并表明该论坛组织旨在倡导核能发达国家间的合作，发展新一代核能系统，以满足世界未来对新能源的需要。2002年12月，GIF 正式发布了《第4代核能系统技术路线图》，其中提出了包括：钠冷快堆、超高温气冷堆、气冷快堆、铅冷快堆、超临界水堆和熔盐堆在内的6种最有希望的第4代核能系统。截至目前，共有包括中国在内的13个国家签署了GIF《宪章》，表示正式加入GIF组织。 GIF组织结构示于图1。其中，政策组（Policy Group，简称PG）为GIF行政领导，专家组（Expert Group，简称EG）为技术顾问。EG下设3个工作组：经济模型工作组（Economic Modeling Working Group，简称EMWG）、风险与安全工作组（Risk and Safety Working Group，简称RSWG）、防核扩散和实体防卫工作组（Proliferation Resistance and Physical Protection Working Group，简称PRPPWG）。工作组的任务是评估所设计系统是否达到之前所制定的第4代核能系统的各项目标。与技术路线图中提出的6种有发展前景的核能系统和燃料循环概念相对应，GIF设立了6个系统指导委员会（System Steering Committees）。各系统指导委员会经过讨论研究制定出该系统的系统研发计划（System Research Plan），并根据所需的研究内容下设相应的项目组（Project Group）。