核能利用與可持續(xù)發(fā)展

關(guān)于核能利用與可持續(xù)發(fā)展第一頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一舒翔頂20094538環(huán)規(guī)09級(jí)三班主講人班級(jí)學(xué)號(hào)第二頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一Contents當(dāng)前人類(lèi)面臨的能源危機(jī)

核能與溫室氣體排放我國(guó)的核能利用與環(huán)境保護(hù)

安全的核能保護(hù)環(huán)境與核能利用的前景道路利用核能歷史第三頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一人類(lèi)利用核能歷史1.1919年，英國(guó)盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，使其嬗變成氧原子。2.1932年，查得威克發(fā)現(xiàn)中子3.1934年，法國(guó)約里奧－居里夫婦用α粒子轟擊鋁，產(chǎn)生了一個(gè)磷的同位素，但很快放出正電子蛻變?yōu)楣琛?.盧瑟福（1933）和愛(ài)因斯坦（1935）均沒(méi)有意識(shí)到原子能的實(shí)際利用近在眼前。..第四頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一核能開(kāi)發(fā)的歷史進(jìn)程5.1934年，意大利物理學(xué)家費(fèi)米用中子轟擊原子核，并發(fā)現(xiàn)通過(guò)石蠟減速之后的慢中子，裂核能力更強(qiáng)。費(fèi)米因此獲38年諾貝爾物理獎(jiǎng)。6.1938年，德國(guó)哈恩發(fā)現(xiàn)鈾嬗變后出現(xiàn)的新元素與鈾相距甚遠(yuǎn)。奧地利女物理學(xué)家邁特納提出核裂變猜想，以解釋鈾實(shí)驗(yàn)。并稱(chēng)裂變過(guò)程要放出大量能量。7.費(fèi)米提出鏈?zhǔn)椒磻?yīng)概念。8.1939年9月1日，第二次世界大戰(zhàn)正式打響第五頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一核能開(kāi)發(fā)的歷史進(jìn)程9.1940年，美國(guó)政府正式大量撥款，啟動(dòng)“曼哈頓工程”，格羅夫斯將軍為行政首腦10.1941年12月－1942年12月，費(fèi)米在芝加哥研制原子反應(yīng)堆11.鈾235、钚239的提純12.1943年1月－1945年7月。奧本海默在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯主持原子彈研制。13.7月16日凌晨5時(shí)30分，第一顆鈾原子彈試爆成功。比一千個(gè)太陽(yáng)都亮。14.曼哈頓工程：動(dòng)員50萬(wàn)人，耗費(fèi)22億美元，占用全國(guó)三分之一的電力第六頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一核能開(kāi)發(fā)的歷史進(jìn)程1.核軍備競(jìng)賽：盟國(guó)之爭(zhēng)2.45年8月，斯大林下令抓緊研制原子彈3.1949年8月，蘇聯(lián)成功地進(jìn)行了核實(shí)驗(yàn)4.1952年11月1日，美國(guó)試爆第一顆氫彈5.1953年8月，蘇聯(lián)研制氫彈成功6.1952年10月3日，英國(guó)研制成功原子彈7.1960年2月13日，法國(guó)研制成功钚彈8.1964年10月16日，中國(guó)試爆成功原子彈第七頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一1.1公斤核燃料相當(dāng)于2500噸煤2.1954年，蘇聯(lián)建成第一座小型原子能電站；1956（英國(guó)），1957（美國(guó)）3.核電站：成本低、污染小、效率高，但事故太可怕4.1986年4月26日切爾諾貝利核電站第4號(hào)機(jī)組發(fā)生爆炸。人為造成三道安全措施無(wú)效5.1979年3月28日三里島核電站二號(hào)堆事故，由于多重安全系統(tǒng)發(fā)揮作用，后果不嚴(yán)重6.核聚變核能開(kāi)發(fā)的歷史進(jìn)程第八頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一當(dāng)前人類(lèi)面臨的能源危機(jī)風(fēng)能水能

太陽(yáng)能煤炭是目前人類(lèi)利用最廣泛的能源之一，其有利用方便，使用安全等特點(diǎn)。但是對(duì)環(huán)境的破壞顯而易見(jiàn)風(fēng)能和太陽(yáng)能雖然地碳排放，但是利用難度較大，水能在牽涉社會(huì)人文方面影響較大利用率高。常規(guī)情況下對(duì)環(huán)境破壞小，淡突發(fā)情況下帶來(lái)的問(wèn)題值得警惕！人類(lèi)利用能源構(gòu)成

煤炭

核能第九頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一核能與其他能源鏈的溫室氣體排放比較國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)從1992年起與其他8個(gè)國(guó)際組織一起進(jìn)行了各種發(fā)電能源的比較研究，結(jié)果顯示核電鏈的CO，當(dāng)量排放量是最低的，僅為化石燃料發(fā)電的1／100～40，也低于水電、風(fēng)能和生物質(zhì)能，。核電鏈的溫室氣體排放源，主要是在鈾的提取、加工、富集過(guò)程以及鋼和水泥等建筑材料生產(chǎn)過(guò)程的化石燃料消耗和水泥生產(chǎn)工藝過(guò)程的排放，這些排放量與化石燃料直接燃燒發(fā)電的排放量相比是微不足道的，而且仍有進(jìn)一步降低第十頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一國(guó)際上發(fā)展核能減排溫室氣體動(dòng)態(tài)面對(duì)全球氣候變化問(wèn)題，從各國(guó)政府采取的針對(duì)能源領(lǐng)域的行動(dòng)和對(duì)策來(lái)看，改變能源結(jié)構(gòu)和增加核能使用比例、用核能替代燃煤發(fā)電技術(shù)是控制溫室氣體排放的有效途徑。2005年8月在維也納舉行的聯(lián)合國(guó)氣候變化研討會(huì)上探討了將能源部門(mén)在2030年時(shí)的碳排放量降低至當(dāng)前水平的方法，聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約(UNFCCC)的報(bào)告強(qiáng)調(diào)了核能的減排作用并指出應(yīng)對(duì)核能進(jìn)行更多的投資l3l。第十一頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一我國(guó)的核能利用與環(huán)境保護(hù)中國(guó)核電發(fā)展基本情況中國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)擁有比較完整核工業(yè)體系的國(guó)家之一，中國(guó)核電事業(yè)起步于20世紀(jì)70年代，現(xiàn)已初步形成了浙江秦山、廣東大亞灣和江蘇田灣3個(gè)核電基地，至2008年底，運(yùn)行的核電機(jī)組為11臺(tái)，裝機(jī)容量達(dá)到908萬(wàn)kW，核電約占全國(guó)總發(fā)電量的2％，近年來(lái)核電發(fā)展步伐不斷加快，在建核電規(guī)模達(dá)到2708萬(wàn)kW，約占全球在建核電總規(guī)模的1／3。第十二頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一我國(guó)發(fā)展核能的溫室氣體減排效益中國(guó)開(kāi)展了對(duì)核電鏈與煤電鏈的溫室氣體排放系數(shù)的比較研究，得到了20世紀(jì)90年代中期的評(píng)價(jià)結(jié)果，即核電鏈的溫室氣體排放系數(shù)為13．7g／(kW·h)Isl，煤電鏈的溫室氣體排放系數(shù)約1302．3g／(kW-h)l9]，核電鏈的各環(huán)節(jié)中，核電站運(yùn)行期間的溫室氣體排放最小，僅占整個(gè)核電鏈的14．5％，溫室氣體排放主要是由為維持核電運(yùn)行而入的火電造成的；核電站建設(shè)期間造成溫室氣體排放的主要因素為水泥、碳鋼、銅和不銹鋼(合金鋼)等建設(shè)用材，這些因素占核電鏈的48．5％l8l。煤電鏈的溫室氣體排放系數(shù)中，燃煤電廠發(fā)電運(yùn)行期間占77．9％，煤礦開(kāi)采占15．9％，如果加上煤田燃燒則占到21．4％[9]。由此可見(jiàn)，中國(guó)煤電鏈的溫室氣體排放要比核電鏈高出2個(gè)數(shù)量級(jí)。目前，對(duì)中國(guó)不同能源系統(tǒng)的溫室氣體排放評(píng)價(jià)工作尚未完成，其中對(duì)21世紀(jì)初期核電鏈與煤電鏈的溫室氣體排放系數(shù)的更新計(jì)算的初步結(jié)果顯示00}，核電與煤電的溫室氣體排放系數(shù)均有所降低，但兩者的差值可能更大，也就是說(shuō)發(fā)展核電減少的CO排放量可能更大。第十三頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一我國(guó)的核能利用與環(huán)境保護(hù)發(fā)展核電減排溫室氣體的效益是明顯的。根據(jù)2007年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃l】，到2020年，中國(guó)核電裝機(jī)容量將達(dá)到4000萬(wàn)kW，在建核電容量1800萬(wàn)kW左右，共5800萬(wàn)kw，占全部電力裝機(jī)容量的4％。按照4000萬(wàn)kw保守計(jì)算2020年用核能發(fā)電代替燃煤發(fā)電帶來(lái)的溫室氣體減排將達(dá)到4．5億t。根據(jù)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所((2020年中國(guó)能源需求情景分析的研究結(jié)果，到2020年，中國(guó)化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO排量將達(dá)到62億～66億t[121。按照60~Lt保守計(jì)算，則發(fā)展核能代替化石燃料可有7，5％的直接減排貢獻(xiàn)?？紤]到核電鏈的溫室氣體排放主要因素是建設(shè)用材和其他燃料消耗，而將來(lái)的能耗水平仍有降低空間，因此核能總的減排效益可能更高。第十四頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一安全的核能當(dāng)今，全世界幾乎16%的電能是由441座核反應(yīng)堆生產(chǎn)的，而其中有9個(gè)國(guó)家的40%多的能源生產(chǎn)來(lái)自核能。在這一領(lǐng)域，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)作為隸屬聯(lián)合國(guó)大家庭的一個(gè)國(guó)際機(jī)構(gòu)，對(duì)和平利用、開(kāi)發(fā)原子能的活動(dòng)積極加以扶持，并且為核安全和環(huán)保確立了相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的作用相當(dāng)于一個(gè)在核領(lǐng)域進(jìn)行科技合作的政府間中心論壇。作為一個(gè)協(xié)調(diào)中心，該機(jī)構(gòu)的設(shè)立便于在核安全領(lǐng)域交換信息、制訂方針和規(guī)范以及應(yīng)有關(guān)政府之要求提供如何加強(qiáng)核反應(yīng)堆安全和避免核事故風(fēng)險(xiǎn)的方法。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)還在旨在確保核技術(shù)的運(yùn)用以求可持續(xù)發(fā)展的國(guó)際努力中扮演重要作用。隨著各國(guó)的核能計(jì)劃增多，公眾日益關(guān)注核安全問(wèn)題，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)在核安全領(lǐng)域的職責(zé)也擴(kuò)大了。為此，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)制訂了輻射防護(hù)基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，并就特定的業(yè)務(wù)類(lèi)型頒布了有關(guān)條例和業(yè)務(wù)守則，其中包括安全運(yùn)送放射性材料方面的條例和業(yè)務(wù)守則。依據(jù)《核事故或輻射緊急援助公約》和《及早通報(bào)核事故公約》，一旦發(fā)生放射性事故，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)會(huì)立即采取行動(dòng)，確保向成員國(guó)提供緊急援助。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)還對(duì)其他幾個(gè)核安全方面的國(guó)際條約擔(dān)負(fù)著保存任務(wù)。這些國(guó)際條約包括：《核材料實(shí)物保護(hù)公約》，《維也納核損害民事責(zé)任公約》，《核安全公約》以及《廢燃料管理安全和放射性廢物管理安全聯(lián)合公約》。最后一個(gè)公約是針對(duì)核安全問(wèn)題的第一個(gè)國(guó)際性的法律文書(shū)。第十五頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一安全的核能?chē)?guó)際原子能機(jī)構(gòu)就各成員國(guó)實(shí)施原子能計(jì)劃提供援助和咨詢(xún)意見(jiàn)，并且積極推動(dòng)各國(guó)就科技信息進(jìn)行交流。該機(jī)構(gòu)還幫助各國(guó)政府在水、衛(wèi)生、營(yíng)養(yǎng)及藥物和食品生產(chǎn)等領(lǐng)域和平利用原子能。這方面一個(gè)突出的例子是利用核輻射技術(shù)所開(kāi)展的突變育種工作。通過(guò)這一工作，將近2000個(gè)新的優(yōu)良作物品種業(yè)已開(kāi)發(fā)成功。當(dāng)前，圍繞能源選擇的問(wèn)題爭(zhēng)論不休。這場(chǎng)爭(zhēng)論的起因是國(guó)際社會(huì)試圖控制二氧化碳向大氣層的排放，因?yàn)槎趸歼M(jìn)入大氣層導(dǎo)致了全球升溫。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)強(qiáng)調(diào)核能的種種好處，認(rèn)為作為一種重要的能源來(lái)源，核能不存在溫室氣體和其他有毒氣體排放的問(wèn)題。通過(guò)其設(shè)在維也納的國(guó)際核信息系統(tǒng)，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)對(duì)幾乎所有核科學(xué)和技術(shù)方面的信息進(jìn)行收集和傳播。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)還與聯(lián)合國(guó)教育、科學(xué)及文化組織合作，在意大利東北部城市的里雅斯特設(shè)立了國(guó)際理論物理中心。該中心擁有三個(gè)實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展原子能基礎(chǔ)應(yīng)用方面的研究。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)還與聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織合作，開(kāi)展原子能應(yīng)用于糧食和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的研究。該機(jī)構(gòu)還與世界衛(wèi)生組織合作，開(kāi)展核輻射應(yīng)用于醫(yī)藥和生物學(xué)領(lǐng)域的研究。此外，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)在摩納哥還設(shè)有海洋環(huán)境實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室得到了聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署和教育、科學(xué)及文化組織的協(xié)助，共同對(duì)全球海洋環(huán)境污染的情況進(jìn)行研究。第十六頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一保護(hù)環(huán)境與核能利用的前景道路面對(duì)全球氣候變化問(wèn)題，從各國(guó)政府采取的針對(duì)能源領(lǐng)域的行動(dòng)和對(duì)策來(lái)看，控制溫室氣體排放的技術(shù)途徑主要是改變能源結(jié)構(gòu)、控制化石燃料使用量、提高能源效率、增加核能和可再生能源使用比例。中國(guó)能源需求總量大且增長(zhǎng)迅速，目前已成為世界上僅次于美國(guó)的第二大能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，但人均能耗尚處于較低水平。中國(guó)能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是以煤為主的能源生產(chǎn)與消費(fèi)，與以油、氣為主的世界能源構(gòu)成相比，中國(guó)能源消費(fèi)的CO，排放強(qiáng)度比世界平均水平高出30％以上。目前，中國(guó)的CO，排放總量接近60億t，實(shí)際上已超過(guò)美國(guó)成為世界第一排放大國(guó)。為應(yīng)對(duì)氣候變化，中國(guó)政府出臺(tái)了到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值CO排放比2005年