核电站利用是什么原理,前景如何,安全吗

【专家解说】：工作原理 核电站(nuclear power plant)是利用核分裂(Nuclear Fission)或核融合(Nuclear Fusion)反应所释放的的能量产生电能的发电厂。目前商业运转中的核能发电厂都是利用核分裂反应而发电。核电站一般分为两部分:利用原子核裂变生产蒸汽的核岛(包括反应堆装置和一回路系统)和利用蒸汽发电的常规岛(包括汽轮发电机系统)，使用的燃料一般是放射性重金属:铀、钚。 核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，使核能转变成热能来加热水产生蒸汽。利用蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮发电机发电，使机械能转变成电能。一般说来，核电站的汽轮发电机及电器设备与普通火电站大同小异，其奥妙主要在于核反应堆。 安全原则 为了保护核电站工作人员和核电站周围居民的健康，核电站必须始终坚持“质量第一，安全第一”的原则。核电站的设计、建造和运行均采用纵深防御的原则，从设备、措施上提供多等级的重叠保护，以确保核电站对功率能有效控制，对燃料组件能充分冷却，对放射性物质不发生泄漏。纵深防御原则一般包括五层防线，第一层防线:精心设计、制造、施工，确保核电站有精良的硬件环境。建立周密的程序，严格的制度，对核电站工作人员有高水平的教育和培训，人人注意和关心安全，有完备的软件环境。第二层防线:加强运行管理和监督，及时正确处理异常情况，排除故障。第三层防线在严重异常情况下反应堆正常的控制和保护系统动作，防止设备故障和人为差错造成事故。第四层防线:发生事故情况时，启用核电站安全系统包括各外设安全系统加强事故中的电站管理，防止事故扩大保护反应堆厂房安全壳。第五层防线万一发生极不可能发生的事故并伴有放射性外泄启用厂内外应急响应计划努力减轻事故对周围居民和环境的影响。 安全保护系统均采用独立设备和冗余布置， 均备有事故电源，安全系统可以抗地展和在蒸汽- 空气及放射性物质的恶劣环境中运行。核电站运行人员须经严格的技术和管理培训，通过国家核安全局主持的资格考试，获得国家核安全局颁发的运行值岗操作员或高级操作员执照才能上岗，无照不得上岗。执照在规定期内有效， 过期后必须申请核发机关再次审查。 万一发生了核外泄事故，应启动应急计划。应急计划的内容主要包括:疏散人员，封闭核污染区(核反应堆及核电站)，清除核污染，以保证人身安全和环境清洁。 按照纵深防御的原则，在核燃料和环境外部空气之间设置了四道屏障。即第一道屏障:燃料芯块核然料放在氧化铀陶瓷芯块中，并使得大部分裂变产物和气体产物95%以上保存在芯块内。第二道屏障:燃料包壳，燃料芯块密封在铅合金制造的包壳中构成核燃料芯棒错合金，具有足够的强度且在高温下不与水发生反应。第三道屏障:压力管道和容器冷却剂系统将核燃料芯棒封闭在20cm以上的钢质耐高压系统中避免放射性物质泄漏到反应堆厂房内。第四道屏障:反应堆安全壳用预应力钢筋混凝土构筑壁厚近100cm，内表面加有6mm的钢衬，可以抗御来自内部或外界的飞出物，防止放射性物质进入环境。 前景规划 能源结构 核电与水电、火电一起构成世界能源的三大支柱，在世界能源结构中占有重要地位。世界上第一座核电站1954年在苏联建成，而中国核电起步相对较晚，自1991年自行设计建造的浙江秦山核电站并网发电以来，共有广东大亚湾、秦山二期、广东岭澳、秦山三期、江苏田湾6座核电站11台机组先后投入运行。首个在海岛上建设的福建宁德核电站于2008年2月正式动工。 至2009年，世界各国核电站总发电量的比例平均为17%，核发电量超过30%的国家和地区至少有16个，美国有104座核电站在运行，占其总发电量的20%;法国59台核电机组，占其总发电量的80%;日本有55座核电站，占总发电量的30%以上。中国已投产核电装机容量约900多万千瓦，仅占电力总装机量的2%左右，比例很低。 长期布局 世界: 据预测，到2000年，全世界已安装的核电站的装机容量将达到4970~6460亿瓦;到2025年，将增加到8750~21600亿瓦。 中国: 2011年通过国家发改委审批并已上报国务院的《新兴能源产业发展规划》，重点围绕提高碳减排和非化石能源比重“两个目标”展开;非化石能源产业将步入发展期。根据规划，预计到2020年，中国新能源发电装机2.9亿千瓦，约占总装机的17%。其中，核电装机将达到7000万千瓦。规划指出，“中长期来看，发展无污染的清洁煤发电技术是中国实现低碳经济的关键，整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)将成为未来煤电主流。” 由中国工程院院士潘自强为主执笔人的核能专题组，经过两年多的论证研究认为，“加速发展核电是必要的，是满足中国能源发展需要的现实途径，也是解决中国能源环境污染、实现温室气体减排目标的重要途径。”专题组提出了核电发展的中长期发展目标:2020年核电总装机规模达到7000万千瓦，核电装机占电力总装机的4.6%，核发电量将占总电量的7.0%左右。2030年达到2亿千瓦，核电装机占电力总装机的10%，核发电量占总电量的15%。2050年达到4亿千瓦，核电装机占电力总装机的16%，核发电量占总发电量的比重为24%。 按照长期规划，中国核电战略将“坚持发展百万千瓦级先进压水堆核电技术路线，按照热中子反应堆(热堆)--快中子反应堆(快堆)--受控核聚变堆‘三步走’的战略开展工作”，并“坚持核燃料闭合循环的技术路线”。[