利用核能发电的过程（核能发电的优缺点）-胜象大百科-提升认知,打开格局

核能发电简介核能发电是利用核反应堆核裂变释放的热能实现低碳发电的重要方式。根据国际原子能机构2011年1月公布的数据，全球共有442台核电机组在运行，核电发电量约占全球总发电量的16%。核电机组数量最多的国家是：美国、法国、日本和俄罗斯。

核能发电利用铀燃料核裂变链式反应产生的热量将水加热成高温高压。核反应释放的热量远高于燃烧化石燃料释放的能量(相差百万倍左右)，所需燃料量远小于火力发电厂。核能发电用的U-235纯度只占3%-4%左右，其余都是不能产生核裂变的U-238。

例如，核电站每年使用50吨核燃料，仅用两个标准集装箱就可以运载。如果换成煤炭，需要515万吨，20吨的卡车每天运705辆就够了。如果使用天然气，需要143万吨，相当于每天燃烧20万桶家用燃气。换算一下，刚好接近全部* * * 692万户的用气量。

利用核能发电的过程1、核裂变发电

核裂变发电是将原子裂变释放的核能转化为电能。核电站里有很多种反应堆。目前技术成熟，商业运行常用的有：压水堆、沸水堆、重水堆和其他堆。主要的反应堆类型是压水反应堆。压水堆核电站主要由原子核反应堆、一回路系统、二回路系统以及其他辅助系统和设备组成。一回路系统，也称为核岛，是一种将裂变转化为水蒸气的热力装置。反应堆产生的核能提高了堆芯的加热温度，高温高压的冷却水在主泵的驱动下流入堆芯，将堆芯内的热量带到蒸汽发生器。然后蒸汽发生器将热量传递给二回路循环系统中的给水，二回路循环系统将给水加热成高压蒸汽，放热的冷却水再次流回堆芯。这个循环形成了一个封闭的循环回路。为确保安全，整个一回路系统的主要设备都安装在安全壳内。

二次循环系统又称常规岛，由汽轮机、发电机、凝汽器、二次循环泵、加热器、除氧器和水箱组成。第二回路的蒸汽发生器给水吸收第一回路的热量，变成高压蒸汽，驱动汽轮机，带动发电机发电。做功后的废气在冷凝器中冷却凝结成水，再由给水泵送至加热器加热后返回蒸汽发生器，再变成高压蒸汽推动发电机做功发电，形成第二闭合循环回路。二次系统设备安装在汽轮发电机组中。

2、核聚变发电

研究表明，核聚变反应中每个原子核释放的能量比核裂变反应中每个原子核释放的能量高4倍左右，所以核聚变能量是一种比核裂变更巨大的能量。它由太阳能的核聚变反应产生。核聚变反应也叫热核反应。核聚变反应使用的燃料是氘和氚，无毒无放射性，不会产生环境污染和温室气体。它们是最有前途的清洁能源。海水中富含核聚变燃料氘。海水中大约每600个氢原子中就有一个氘原子，所以地球上海水中的氘总量约为40万亿吨。海水中的氘含量为30毫克/升.

氘完全聚变释放的聚变能量相当于300 L汽油的燃烧能量。从这个意义上说，如果实现核聚变能源的利用，1升海水相当于300升汽油。因此，从海水中提取的氘几乎取之不尽。核聚变反应所需的另一种原料氚可以由锂制成，而锂在地球上的储存量约为2000亿吨，足以满足人类开发利用核聚变能源的需要。此外，根据资料显示，月球富含氦-3，氘和氦-3的核聚变反应释放的能量大于氘-氚，氘和氦-3的核聚变反应基本不产生中子，因此可以大大降低设备材料的辐射损伤，降低感生放射性水平。

探索和开发月球的意义由此可见一斑。然而，实现受控核聚变一直是困扰核聚变能源利用的难题，引起了国内外研究机构的关注。2006年11月，欧盟、印度、日本、韩国、美国、俄罗斯和中国正式达成协议，建立世界位于法国卡达拉奇的美国第一座受控核聚变实验堆，预计将在10年内建成。如果它成功了，世界美国未来的电力供应将不再受各种复杂条件的限制。

核能发电的优缺点1、优点

(1)核能发电不像化石燃料发电那样向大气中排放巨量的污染物，所以核能发电不会造成大气污染。

(2)核能发电不会产生加剧全球温室效应的二氧化碳。

(3)核燃料的能量密度比化石燃料高几百万倍，因此核电站使用的燃料体积小，便于运输和储存。一座1000兆瓦的核电站一年只需要30公吨的铀燃料，一次航程的飞机就可以完成运输。

(4)在核能发电成本中，燃料成本所占比重较低，核能发电成本不易受国际经济形势影响，因此发电成本较其他发电方式更稳定。

不利之处

(1)为核裂变链式反应的进行提供必要的条件。

(2)连锁反应必须由人通过一定的装置来控制。不受控制的裂变能量不仅可以用来发电，还会导致灾难。(如切尔诺贝利核电站和福岛核电站等。)

(3)裂变反应产生的能量应安全取出反应堆。

(4)裂变反应产生的中子和放射性物质对人体的危害很大，必须尽量避免它们对核电站工作人员和附近居民的危害。

(5)核电站会产生高低等级的放射性废物或用过的核燃料。虽然体量很小，但是因为辐射的原因必须小心处理，而且会面临相当大的政治麻烦。

(6)核电厂热效率低，因此比一般化石燃料电厂向环境排放更多的余热，因此核电厂热污染更严重。