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1、核电知识(一),一. 什么是核电站,核电站就是利用一座或若干座动力反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。反应堆是核电站的关键设备，链式裂变反应就在其中进行。 目前世界上核电站常用的反应堆有压水堆、沸水堆、重水堆和改进型气冷堆以及快堆等。但用的最广泛的是压水反应堆。压水反应堆是以普通水作冷却剂和慢化剂，它是从军用堆基础上发展起来的最成熟、最成功的动力堆堆型。,二. 核电站工作原理,核电厂用的燃料是铀。用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网送到
2、四面八方。,采用压水式反应堆的核电站基本分为核岛、常规岛和核电站其他部分。 由反应堆生成的核能会通过在核岛内的蒸汽发生器生成蒸汽，而核岛所供应的蒸汽会推动常规岛内的涡轮发电机发电。核电站其他部分则包括站内的辅助设备及附属设施等。,三. 压水堆核电站,四. 核安全,1、纵深防御原则 核电站为我们生产大量电力,同时,也会生产大量我们所不希望的放射性,为了保护电站工作人员和电站周围居民的健康,核电站始终坚持“质量第一,安全第一”的原则. 核电站的设计,建造和运行,采用了纵深防御的原则,从设备和措施上提供多层次的重迭保护,确保反应堆的功率能得到有效的控制,燃料组件能得到充分冷却,放射性物质能有效地包容
3、起来不发生泄漏.,我们所说的纵深防御,包括以下五道防线: 第一道防线: 精心设计,精心施工,确保核电站的设备精良.建立周密的程序,严格的制度和必要的监督,加强对核电站工作人员的教育和培养,使得人人关心安全,人人注意安全,防止发生故障. 第二道防线: 加强运行管理和监督,及时正确处理不正常情况,排除故障.,第三道防线: 必要时启动由设计提供的安全系统和保护系统,防止设备故障和人为差错酿成事故. 第四道防线: 启用核电站安全系统,加强事故中的电站管理,防止事故扩大,保护安全壳厂房. 第五道防线: 万一发生极不可能发生的事故,并且有放射性外泄,启用厂内外应急响应计划,努力减少事故对居民的影响. 有了
4、以上互相依赖、相互支持的各道防线,核电站是安全的.,2、防止放射性物质外泄的四道屏障 为了落实纵深防御原则,我们在放射性物质(裂变产物)和环境之间设置了四道屏障,只要其中有一道屏障是完整的,就不会发生放射性物质外泄的事故. 第一道屏障-燃料芯块 核裂变产生的放射性物质98以上滞留在二氧化铀陶瓷芯块中,不会释放出来.,燃料芯块,第二道屏障-燃料包壳 燃料芯块密封在锆合金包壳内,防止放射性物质进入一回路水中.,第三道屏障-压力边界 由核燃料构成的堆芯封闭在壁厚20厘米的钢质压力容器内,压力容器和整个一回路都是耐高压的,放射性物质不会漏到反应堆厂房中.,第四道屏障-安全壳 反应堆厂房是一个高大的预应
5、力钢筋混凝土构筑物,壁厚近1米,内表面加有6毫米厚的钢衬,防止放射性进入环境.,3、核电站不会像原子弹那样爆炸 核燃料中的有效成分是铀235，铀235同样也是原子弹中的核炸药，那么核电站会不会像原子弹那样爆炸呢？,不必担心，绝没有这种可能性！ “啤酒烧不着” 核燃料中铀235的含量约为3%，而核炸药中铀235含量高达90%以上。核燃料引不起核爆炸，正像啤酒和白酒都含有酒精，白酒因酒精含量高可以点燃，而啤酒则因酒精含量低不能点燃一样。,发生核爆炸并不简单 原子弹同样是一项高技术产品，形成核爆炸有非常严格的条件。原子弹必须用高浓度的铀235或钚-239作核装料，以一套精密复杂的系统引爆高能烈性炸药
6、，利用爆炸力在瞬间精确地改变核装料的形状或位置，才能形成不可控的链式裂变反应，发生核爆炸。这种苛刻的条件，在核电站里是不可能的。,压水式反应堆有内在的安全的特性 压水式反应堆具有设计所赋予的内在安全特性。当核能释放得太快时，反应堆能自动限制核能释放的速度，使反应堆维持在一个比较安全的水平上。更何况核反应堆还有多重的安全保护系统，确保堆不会失控。,4、生活中的辐射 约在100年前，科学家发现某些物质能放出三种射线：阿尔法射线、贝塔射线和伽玛射线。以后证明阿尔法射线是氦原子核流，贝塔射线是电子流，类似的还有宇宙射线、中子射线等，统称粒子辐射。伽玛射线是波长很短的电磁波，类似的还X射线等，统称电磁辐
7、射。 辐射在无色无味，无声无臭，看不见，摸不着。不过辐射却可用仪器来探测和量度。度量辐射剂量的单位是希沃特，简称希。1毫希等于千分之一希。,各种射线的穿透能力,五、国际核事故,1、国际核事故分级表 该分级表的使用受国际原子能机构监察。实际上，在核事故发生后不久，便可能会对事故进行临时评级，此一评级会在事后予以确认。在进一步调查或获得更多资料后，有关核事故可能需要重新评级。 根据国际核事故分级表，切尔诺贝尔和三哩岛核事故的评级分别为第7级和第5级。,2、切尔诺贝利事故,1）切尔诺贝利核电站简述： 切尔诺贝利核电站(北纬51度23分14秒 东经30度6分41秒)是位于乌克兰普里皮亚季，切尔诺贝利市
8、西北11英里(18千米)，离乌克兰与白俄罗斯边界10英里(16千米)，及乌克兰首都基辅以北70英里(110千米)。,核电站由四个反应堆组成，每个能产生1千兆瓦特的电能(3千2百兆瓦特的热功率)，核事故时四个反应堆共提供了乌克兰10%的电力。 厂房的工程始于1970年代，1号反应堆于1977年启用，接著2号(1978年)、3号(1981年)、4号(1983年)亦相继启用。还有两个反应堆(5号及6号，每个能产生10亿瓦特)在事故时仍建造中。,2）事件回放： 1986年4月26日当地时间1点24分，苏联的乌克兰共和国切尔诺贝利核能发电厂（原本以列宁的名字来命名）发生严重泄漏及爆炸事故。 事故导致31
9、人当场死亡，上万人由于放射性物质远期影响而致命或重病，至今仍有被放射线影响而导致畸形胎儿的出生。这是有史以来最严重的核事故。,外泄的辐射尘随著大气飘散到前苏联的西部地区、东欧地区、北欧的斯堪地维亚半岛。乌克兰、白俄罗斯、俄罗斯受污最为严重，由于风向的关系，据估计约有60%的放射性物质落在白俄罗斯的土地。此事故引起大众对于前苏联的核电厂安全性的关注，事故也间接了导致苏联的瓦解。,苏联瓦解后独立的国家包括俄罗斯、白俄罗斯及乌克兰等每年仍然投入经费与人力在于灾变的善后以及居民健康保健。因事故而直接或间接死亡的人数难以估算，且事故后的长期影响到目前为止仍是个未知数。 2005年一份国际原子能机构的报告
10、认为直到当时有56人丧生47名核电站工人及9名儿童患上甲状腺癌并估计大约4000人最终将会因这次意外所带来的疾病而死亡。 绿色和平组织及其他人都对研究结果作出争论。,三哩岛核泄漏事故，通常简称三哩岛事件，是1979年3月28日发生在美国宾夕法尼亚州萨斯奎哈河三哩岛核电站的一次严重放射性物质泄漏事故。,3、三哩岛核事故,事故经过,当天凌晨4时半，三哩岛核电站95万千瓦水堆电站二号反应堆主水泵停转，辅助水泵按照预设的程序启动，但是由于辅助回路中一道阀门在此前的例行检修中没有按规定打开，导致辅助回路没有正常启动，二回路冷却水没有按照程序进入蒸汽发生器，热量在堆心聚集，堆心压力上升。堆心压力的上升导致
11、减压阀开启，冷却水流出，由于发生机械故障，在堆心压力回复正常值后堆心冷却水继续注入减压水槽，造成减压水槽水满外溢。一回路冷却水大量排出造成堆心温度上升，待运行人员发现问题所在的时候，堆心燃料的47%已经融毁并发生泄漏，系统发出了放射性物质泄漏的警报，但由于当时警报蜂起，核泄漏的警报并未引起运行人员的注意，甚至现时无人能够回忆起这个警报。直到当天晚上8点，二号堆一二回路均恢复正常运转，但运行人员始终没有察觉堆心的损坏和放射性物质的泄漏。,此后，宾州州长出于安全考虑于3月30日疏散了核电站5英里范围内的学龄前儿童和孕妇，并下令对事故堆心进行检查。 检查中才发现堆心严重损坏约20吨二氧化铀堆积在压力
12、槽底部，大量放射性物质堆积在围阻体，少部分放射性物质泄漏到周围环境中。,事故后果,事故后，有关机构对周围居民进行了连续跟踪研究，研究结果显示 在以三哩岛核电站为圆心的50英里范围内的220万居民中无人发生急性辐射反应、周围居民所受到的辐射相当于进行了一次胸部透视的辐射剂量、三哩岛核泄漏事故对于周围居民的癌症发生率没有显著性影响、三哩岛附近未发现动植物异常现象、当地农作物产量未发生异常变化 但是，泄漏事故造成核电站二号堆严重损毁，直接经济损失达10亿美元之巨,事故影响,三哩岛核泄漏事故是核能史上第一起堆心融化事故，自发生至今一直是反核人士反对核能应用的有力证据；三哩岛核泄漏事故虽然严重，但未造成严重后果，究其原因在于围阻体发挥了重要作用，凸现了其作为核电站最后一道安全防线的重要作用；在整个事件中，运行人员的错误操作和机械故障是重要的原因，提示人们，核电站运行人员的培训、面对紧急事件的处理能力、控制系统的友好性等细节对核电站的安全运行有着重要影响。,