科普知識丨核電科普小知識_政務_澎湃新聞-The Paper

科普知識丨核電科普小知識

2020-11-09 23:25 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務

一、什麼是核能？

1、原子和原子核

原子是組成一般物質的最基本單位。原子由原子核及繞核高速旋轉的電子組成。原子核由中子和質子組成，一個質子帶一個正電荷，一個電子帶一個負電荷，中子不帶電。

質子和中子間存在強大的核力，才能緊密結合成穩定的原子核，當原子核發生變化時，將釋放出巨大的能量。

2、核裂變

以鈾235為例，鈾235原子核在中子轟擊下裂變成兩個（或三個）較輕的原子核，同時產生2～3個中子和β、γ等射線，並釋放出約200兆電子伏特的能量。

二、清潔能源

1、2016年，我國煤炭消費量佔能源消費總量的62.0%，風電、核電、天然氣、太陽能等清潔能源消費佔比19.7%，但我國化石能源儲量有限，能源供應長期緊張。同常規能源相比，核電是一種清潔能源，發電效率高，可以實現二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的「零排放」。

2、核電是高效能源

核電站利用核燃料的核裂變反應所釋放的核能來發電，火電站利用化石燃料燃燒所釋放出的化學能發電。一座百萬千瓦級的核電站，每年只需要補充約30噸核燃料，而同樣規模的火電站每年則需要燃燒煤300萬噸。除此之外，煤炭燃燒還帶來了二氧化碳、二氧化硫等氣體的排放，為當地生態環境帶來巨大壓力。

三、設計安全

1、核電廠址的選擇

為了防止放射性的意外洩漏，保證核電站的安全運行，我國核電站選址有著近乎苛刻的要求。

2、核電站的安全屏障

第一道防禦屏障——燃料芯塊

核電廠使用二氧化鈾陶瓷芯塊作為核燃料，芯塊的設計特徵能保證98%以上的放射性物質包含在燃料中，不會被釋放出來。

第二道防禦屏障——燃料包殼

核電廠的燃料芯塊密封在鋯合金做成的包殼中，鋯合金包殼能防止放射性物質進入到一迴路水中。

第三道防禦屏障——壓力容器和一迴路壓力邊界

由核燃料構成的堆芯封閉在壁厚約20釐米的鋼質壓力容器內，壓力容器和整個一迴路都是耐高壓的，放射性物質不會洩漏到反應堆廠房中。

第四道防禦屏障——安全殼

是由4-5釐米厚的鋼板構成的鋼製承壓容器，每平方米承壓能力超過四噸，能夠在事故工況下防止放射性物質洩漏。鋼製安全殼外還有一層一米多厚的鋼板混凝土結構的屏蔽廠房，能夠抵禦大型客機的撞擊。

雖然原子彈和核電的燃料都含有鈾235，但它們含量相差很大，前者高達90%，後者僅為3%左右。這就好比是高純度的白酒和低度啤酒一樣，白酒可以被點燃，而啤酒永遠不會被點燃。

來源：核趣科技

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原標題：《科普知識丨核電科普小知識》

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