世界核工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)(一)

1、世界核工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)（一）核高科技產(chǎn)業(yè)是從事核燃料研究、生產(chǎn)、加工 ,核能開發(fā)、利用 ,核武器研制、生產(chǎn)的軍民結(jié)合型高科技產(chǎn)業(yè)，主要由放射性物質(zhì)地質(zhì)勘探、鈾礦開采、 水法冶金、 鈾精制加工、 鈾同位素分離、 核燃料元件制造、各種類型的反應(yīng)堆、輻照燃料和乏燃料后處理、人工易裂變材料钚（Pu）-239 的生產(chǎn)、放射性廢物的處理、 鋰同位素分離、放射性同位素生產(chǎn)、核武器制造和試驗(yàn)以及相應(yīng)的科研、設(shè)計(jì)單位組成，主要產(chǎn)品有核原料、核燃料、核動(dòng)力裝置、核武器（包括原子彈、氫彈和中子彈）、核電力和放射性同位素等。 20 世紀(jì) 30 年代，隨著核物理科學(xué)的發(fā)展，核能的利用被提上日程。 40 年代初，美國(guó)為

2、搶在德國(guó)之前制造出原子彈,集中一大批歐美科學(xué)家和工程技術(shù)人員,投入巨大的物力和資金，開始了核技術(shù)研究和創(chuàng)建核工業(yè)。1941年12月6日，美國(guó)總統(tǒng)F.D羅斯福批準(zhǔn)了著名的原子彈研制計(jì)劃 “ 曼哈頓工程” ； 這是一個(gè)由政府控制的龐大的融科學(xué)技術(shù)、軍事和工業(yè)為一體的國(guó)防工程；它征調(diào)了全國(guó)最先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和數(shù)千名科技人員 ,投資達(dá)數(shù)十億美元。 1942 年 12月2日，由科學(xué)家E.費(fèi)米領(lǐng)導(dǎo)的研究小組指導(dǎo)，開始建立世界上第一座核反應(yīng)堆；后來(lái)又陸續(xù)建立了三座生產(chǎn)钚-239 的石墨水冷反應(yīng)堆和一個(gè)提取钚-239 的放射化學(xué)工廠， 以及氣體擴(kuò)散和電磁分離鈾廠。 1945年，美國(guó)研制生產(chǎn)出原子彈,其中一顆于當(dāng)

3、年7 月 16 日進(jìn)行了試爆,兩顆于當(dāng)年 8 月 6 日和 9 日分別投到了日本的廣島和長(zhǎng)崎。第二次世界大戰(zhàn)后，美國(guó)的核工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展,除繼續(xù)擴(kuò)大易裂變物質(zhì)的生產(chǎn)、大量進(jìn)行核試驗(yàn)、制造核武器外，也將核能利用作為船艦的動(dòng)力，建設(shè)核電站；1957 年美國(guó)第一座核電站運(yùn)行，至今已擁有核電站上百座。前蘇聯(lián)于20世紀(jì) 30年代開始從事核能研究，1943年決定研制核武器；1948 年第一座生產(chǎn)钚 239 的反應(yīng)堆投入運(yùn)行； 1949 年 8 月進(jìn)行了首次核試驗(yàn)； 1952 年第一座氣體擴(kuò)散工廠投產(chǎn)； 1954 年 6 月建成世界上第一座核電站,至今已擁有核電站幾十座。英國(guó)和法國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)后開始建立核

4、工業(yè)，分別在1952 年和 1960 年進(jìn)行了首次核試驗(yàn)。我國(guó)的核工業(yè)是在新中國(guó)建立后創(chuàng)建和發(fā)展起來(lái)的。 1950 年成立了中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所，開始從事核科學(xué)技術(shù)研究工作。 1954 年，中國(guó)地質(zhì)工作者在廣西發(fā)現(xiàn)了鈾礦資源；毛澤東在聽取匯報(bào)后指出，我們有豐富的礦物資源，我們國(guó)家也要發(fā)展原子能。 1955 年 9 月 ,在薄一波主持下起草了關(guān)于我國(guó)制定原子能事業(yè)計(jì)劃的一些意見 ，同年12 月進(jìn)一步修訂成關(guān)于一九五六年至一九六七年發(fā)展原子能事業(yè)計(jì)劃大綱（草案），提出了創(chuàng)建中國(guó)核工業(yè)的設(shè)想。1956 年 11 月 16 日，國(guó)家建立了第三機(jī)械工業(yè)部，在蘇聯(lián)援助下建設(shè)核工業(yè)。 1958 年，中國(guó)

5、第一座重水型實(shí)驗(yàn)用反應(yīng)堆和回旋加速器建成并投入運(yùn)行。 1960 年，蘇聯(lián)政府撕毀協(xié)定，撤走專家。此后，中國(guó)自力更生,奮發(fā)圖強(qiáng),繼續(xù)發(fā)展了核科學(xué)技術(shù)和核工業(yè)。 1962年 11 月成立以周恩來(lái)為首的中央專門委員會(huì)，直接領(lǐng)導(dǎo)研制生產(chǎn)原子彈的工作。 1964年 10 月 16 日，我國(guó)成功地爆炸了第一顆原子彈； 1967 年 6 月 17 日 ,又成功地進(jìn)行了第一顆氫彈爆炸試驗(yàn)； 1971 年 9 月，第一艘核潛艇試航成功,表明中國(guó)的核工業(yè)已有較快的發(fā)展，建成了比較完整的核工業(yè)體系。 70 年代末，隨著國(guó)家工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)向經(jīng)濟(jì)建設(shè)，核工業(yè)由主要為軍用服務(wù)，轉(zhuǎn)向軍民結(jié)合， 以核為主 ,多種經(jīng)營(yíng) ,主要從事

6、核能、 核技術(shù)的和平利用,民用產(chǎn)品的開發(fā)。 1983 年 6 月 ,開始了中國(guó)自行設(shè)計(jì)的電功率為 30 萬(wàn)千瓦的秦山核電站的建設(shè)； 1984 年 4 月， 引進(jìn)技術(shù)設(shè)備開始建設(shè)大亞灣核電站。近年來(lái)， 核工業(yè)繼續(xù)貫徹 “軍民結(jié)合， 以核為主， 多種經(jīng)營(yíng)，搞活經(jīng)濟(jì)”的方針， 得到了更快的發(fā)展。 核工業(yè)在國(guó)防中具有重要的地位和作用。核武器比常規(guī)武器有更大的殺傷力和破壞力，且造成放射性污染,對(duì)環(huán)境生態(tài)有長(zhǎng)期的、嚴(yán)重的后果。有鑒于此,核武器成了現(xiàn)代某些國(guó)家軍事戰(zhàn)略的基礎(chǔ)，如美國(guó)的 “遏制戰(zhàn)略 ” 、 “大規(guī)模報(bào)復(fù)戰(zhàn)略”、 “威懾戰(zhàn)略 ”等，都是以強(qiáng)大的核力量為后盾的；世界上許多國(guó)家也都很重視核技術(shù)和核工

7、業(yè)的發(fā)展。毛澤東曾指出 : “在今天的世界上,我們要不受人家欺負(fù) ,就不能沒(méi)有這個(gè)東西。 ”中國(guó)要打破帝國(guó)主義的核訛詐和核壟斷,維護(hù)國(guó)家的安全,自立于世界民族之林，在國(guó)防上就不能沒(méi)有完整的核工業(yè)。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，核工業(yè)也具有極為重要的作用。核工業(yè)從早期為軍用服務(wù)發(fā)展起來(lái)后，陸續(xù)轉(zhuǎn)向?yàn)槊裼梅?wù)，如核能轉(zhuǎn)換為電能、 熱能、 機(jī)械動(dòng)力等。 與有機(jī)燃料相比， 核燃料具有異常高的熱值，成品燃料的貯存和運(yùn)輸費(fèi)用較少，因而在選擇核電廠址時(shí)，不受燃料開采和加工地區(qū)的地理限制，從而適于在缺乏有機(jī)燃料和水能資源的地區(qū)提供能源，也適于用作持久航行的遠(yuǎn)洋船艦的動(dòng)力。核電站在正常運(yùn)行情況下釋放的有害物質(zhì)比火電站少得多

8、，有利于環(huán)境保護(hù)。在一些國(guó)家和地區(qū)，核電已經(jīng)能在經(jīng)濟(jì)上同火電具有同等重要的意義。由于煤炭、石油、天然氣、水資源有限，而人類對(duì)能源的需求又在不斷增長(zhǎng)，因此,核電已被公認(rèn)為是一種重要的能源。大力發(fā)展核電已成為世界能源發(fā)展的總趨勢(shì)。此外，核工業(yè)和核技術(shù)還向國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門提供多種放射性同位素產(chǎn)品、射線儀器儀表以及輻射技術(shù)，在輻射加工、食品保鮮、輻射育種、滅菌消毒、醫(yī)療診斷、跟蹤探測(cè)、分析測(cè)量等科研生產(chǎn)方面發(fā)揮愈來(lái)愈大的作用。核科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和核能的和平利用是20世紀(jì)人類最偉大的成就之一。 經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，核能技術(shù)已經(jīng)滲透到能源、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域，為提高各國(guó)人民的生活質(zhì)量作出了重要

9、貢獻(xiàn)。核能技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，從利用裂變能到開發(fā)聚變能，寄托著人類對(duì)未來(lái)的期望，它將成為最終解決全球可持續(xù)發(fā)展的主要能源。世界核高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展起始于 20 世紀(jì) 30 年代到 40 年代初，那時(shí)，核物理學(xué)的一系列重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)展開辟了人類利用核能的新紀(jì)元。 美國(guó)的民用核計(jì)劃起始于 20 世紀(jì)50 年代。 1953 年 12 月 8 日， 艾森豪威爾總統(tǒng)發(fā)表了 “和平利用原子能 ”的演講，正式宣告美國(guó)核工業(yè)開始向民用方面轉(zhuǎn)移。 1954 年美國(guó)頒布了新的原子能法 ，以法律形式確定了核能的和平利用，此后美國(guó)開始利用軍用核技術(shù)著手建造發(fā)電用的反應(yīng)堆， 1957 年，美國(guó)第一座核電站 希平港壓水堆核電

10、站投入運(yùn)行。 此后一系列示范核電廠相繼建成， 60 年代后期和 70 年代， 美國(guó)核電工業(yè)迅速發(fā)展并商業(yè)化。 美國(guó)核90 年代初。 1990 年，美國(guó)能源部長(zhǎng)JamesD.Watkin酸求美國(guó)的三個(gè)主要核武器實(shí)驗(yàn)室洛斯.阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室把工作重點(diǎn)從軍用轉(zhuǎn)向民用。前蘇聯(lián)在研制成功核武器之后，也將核技術(shù)轉(zhuǎn)向了核電領(lǐng)域。 1954 年，蘇聯(lián)利用石墨水冷生產(chǎn)堆的經(jīng)驗(yàn)，在奧布寧斯克建成了世界上第一座核電站。此后，蘇聯(lián)就一直在開展有關(guān)大型的、具有經(jīng)濟(jì)效益的核電站建設(shè)的研制開發(fā)工作，并以較快速度建設(shè)了一批核電站?？偟膩?lái)說(shuō)，前蘇聯(lián)設(shè)計(jì)建造的核電站運(yùn)行一直比較穩(wěn)定，

11、而且負(fù)荷因子很高，特別是VVER-440壓水堆核電機(jī)組，多年來(lái)負(fù)荷因子一直位于世界前列。但是，切爾諾貝利事故暴露出了蘇聯(lián)核電站安全性上存在嚴(yán)重問(wèn)題。盡管VVER型壓水堆的安全性比切爾諾貝利的大功率管式鈾石墨堆要好得多，但在核電站儀器儀表控制系統(tǒng)等方面，蘇聯(lián)要大大落后于西方核電先進(jìn)國(guó)家。蘇聯(lián)解體后，大多數(shù)主要的核燃料循環(huán)設(shè)施和為核武器計(jì)劃生產(chǎn)的大量?jī)?chǔ)存的核材料都留在了俄羅斯。在核電發(fā)展的同時(shí)，核科學(xué)技術(shù)在其他民用領(lǐng)域也得到迅速發(fā)展。但是，核科學(xué)技術(shù)的本質(zhì)特征是軍民兩用。由于核科學(xué)技術(shù)的綜合性和敏感性，所有核技術(shù)一直是國(guó)際政治所關(guān)注和嚴(yán)格監(jiān)管的領(lǐng)域。除了放射性同位素和輻射技術(shù)在工農(nóng)醫(yī)中應(yīng)用外，其他

12、核科學(xué)技術(shù)應(yīng)用均和國(guó)防高科技產(chǎn)業(yè)緊密相關(guān)。一、世界核工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀目前，世界正式承認(rèn)擁有核武器的國(guó)家有美國(guó)、俄羅斯、英國(guó)、法國(guó)和中國(guó)；已經(jīng)進(jìn)行核試驗(yàn)，自己宣布進(jìn)入核武器國(guó)家的有印度和巴基斯坦；國(guó)際認(rèn)為具有核武器發(fā)展?jié)摿Φ倪€有三十多個(gè)國(guó)家。軍用核材料（高濃鈾、钚、氚和氘化鋰）是制造核武器的關(guān)鍵材料。其生產(chǎn)能力及相關(guān)技術(shù)是核武器國(guó)家保持核威懾能力的重要組成部分，是國(guó)防實(shí)力的重要標(biāo)志。 目前， 多數(shù)核武器國(guó)家的核材料庫(kù)存大大超過(guò)需要，并早已停止生產(chǎn)（高濃鈾、钚、鋰） ，但是由于氚的半衰期僅為 12.3年，即每年要自然衰變掉5.5%，因此，美、俄、法都在繼續(xù)生產(chǎn)氚或積極準(zhǔn)備生產(chǎn)氚。核電發(fā)展五十年來(lái)，從技

13、術(shù)指標(biāo)來(lái)看,一般可以分為三代，同時(shí)將目前正在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)二、三十年后才能投入商業(yè)運(yùn)行的核電站稱為第四代。第一代核電站主要是五、六十年代開發(fā)的原型堆和試驗(yàn)堆。第二代核電站指七十年代至現(xiàn)在運(yùn)行的大部分商業(yè)核電站基本堆型，它們大部分已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和批量建設(shè)，主要有壓水堆（PW&、沸水堆（BWR）、重水堆（CANDU和蘇聯(lián)設(shè)計(jì)的壓水堆（VVER和石墨水冷堆（RBMKOo第三代核電站一般指符合美國(guó) “用戶要求文件（URD） ”或 “歐洲用戶要求文件EUR” 的先進(jìn)核電反應(yīng)堆。三哩島和切爾諾貝利核事故后，核電發(fā)展受到嚴(yán)重挫折。但是，由于石油、天然氣資源貯量不斷減少和環(huán)境保護(hù)日益受到世界各國(guó)關(guān)注

14、，為了滿足不斷增長(zhǎng)的電力需求，核能作為一種清潔能源，仍然受到重視。因此， 10 多年來(lái)世界各國(guó)一直沒(méi)有放松對(duì)核電技術(shù)的發(fā)展，而是在多方面探索使核電擺脫緩慢發(fā)展?fàn)顩r從而為經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出新的重大貢獻(xiàn)的途徑。這種探索既在發(fā)展快中子堆、高溫氣冷堆、裂變聚變混合堆、 聚變堆等下一代堆型方面進(jìn)行， 也在大力改善壓水堆、沸水堆、重水堆等現(xiàn)在廣泛采用的堆型方面進(jìn)行。開發(fā)先進(jìn)核電站就是在這種形勢(shì)下提出來(lái)的，這是消除公眾對(duì)核電安全性、經(jīng)濟(jì)性、可 靠性和核廢物處理處置方面的疑慮， 促進(jìn)核電進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵一步。八十年代中期開始，美國(guó)電力研究所（EPRI在美國(guó)能源部和核管會(huì)（NR。的支持下，經(jīng)多年努力，制定了一個(gè)能被供

15、應(yīng)商、投資方、業(yè)主、核安全管理當(dāng)局、用戶和公眾各方面都能接受的，提高安全性和改善經(jīng)濟(jì)性的核電廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)文件，即適用于先進(jìn)輕水堆核電站設(shè)計(jì)的 “用戶要求文件（ URD） ” 。 隨后， 歐共體國(guó)家共同制定了類似的文件：歐洲用戶要求文件（EUR 現(xiàn)在，人們通常把符合 URD或EUR要求的核電反應(yīng)堆稱作先進(jìn)堆核電站或第三代核電站。十多年來(lái)，世界各核電供應(yīng)商都在按 URD EUR等的要求，在各自已經(jīng)形成批量生產(chǎn)機(jī)型的基礎(chǔ)上，做改進(jìn)創(chuàng)新的開發(fā)研究。到目前為止，已經(jīng)開發(fā)和正在開發(fā)的第三代核電動(dòng)力堆型主要有： GE 公司的 ABWR 先進(jìn)沸水堆；.ABB-Cm司的SYSTEM80+進(jìn)壓水堆；.西屋電氣公司的

16、 AP600先進(jìn)壓水堆；.西屋電氣公司的AP1000先進(jìn)壓水堆；.南非的球床模塊式高溫氣冷堆PBMR； 法德聯(lián)合設(shè)計(jì)的150萬(wàn)千瓦電功率大型歐洲壓水堆EPR； 俄羅斯的VVER640（V-407 型）和VVER1000（V-392 型）先進(jìn)壓水堆； 日本和 GE 公司的先進(jìn)簡(jiǎn)化沸水堆SBWR； 日本的21世紀(jì)NP-21先進(jìn)壓水堆；.加拿大原子能公司（AECL的CANDU-9重水堆； 中國(guó)設(shè)計(jì)的 60 萬(wàn)千瓦非能動(dòng)安全先進(jìn)壓水堆AC-600； 俄羅斯最近提出了發(fā)展150 萬(wàn)千瓦的壓水堆機(jī)型，四個(gè)環(huán)路，采用非能動(dòng)的余熱排出和垂直盤管式的蒸汽發(fā)生器；.韓國(guó)引進(jìn)建造ABB-C白勺系統(tǒng)80核電機(jī)組后，自

17、主提出了大型非能動(dòng)壓水堆核電站CP-1300 的概念，采用了西屋公司非能動(dòng)安全系統(tǒng)的概念和ABB-CE的雙環(huán)路設(shè)計(jì)；.印度從俄羅斯進(jìn)口百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電機(jī)組的合同談判已基本完成，待我國(guó)田灣核電站建成后付之實(shí)施。 其機(jī)組以我國(guó)田灣核電站為參考，要加上非能動(dòng)的余熱排出系統(tǒng)； 俄、美、法、日聯(lián)合開發(fā)的 278 兆瓦（熱） 、燃?xì)廨啓C(jī)直接循環(huán)、模塊式氦氣冷卻堆（GT-MHR） ； 阿根廷開發(fā)的 25 兆瓦（電） 、一體化蒸汽發(fā)生器、熱電聯(lián)供、海水淡化小型反應(yīng)堆（CAREM） ； 韓國(guó)開發(fā)的 330 兆瓦（熱）多用途（包括海水淡化） 、一體化蒸汽發(fā)生器、一體化模塊先進(jìn)堆（SMART） 。這里提到的都是熱中子、鈾基燃料核能反應(yīng)堆，不包括快堆、釷基燃料反應(yīng)堆、聚變裂變混合堆和聚變堆等其它堆型。 2000 年 1 日，由美國(guó)能源部發(fā)起組織阿根廷、巴西、加拿大、法國(guó)、日本、韓國(guó)、南非、英國(guó)和美國(guó)共 9 個(gè)國(guó)家的高級(jí)政府代表會(huì)議，討論開發(fā)第 4 代核電的國(guó)際合作問(wèn)題。會(huì)后發(fā)表了聯(lián)合聲明，對(duì)發(fā)展核電達(dá)成了十點(diǎn)共識(shí)。十點(diǎn)共識(shí)的基本思想是：世界特別是發(fā)展中國(guó)家，為社會(huì)發(fā)展和改善全球生態(tài)環(huán)境需要發(fā)展核電；第 3 代核電還需改進(jìn)；核電需