核能發電

核能發電
　　利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發電的方式。它與火力發電極其相似。只是以核反應堆及蒸汽發生器來代替火力發電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學能。除沸水堆外（見輕水堆），其他類型的動力堆都是一回路的冷卻劑通過堆心加熱，在蒸汽發生器中將熱量傳給二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推動汽輪發電機。沸水堆則是一回路的冷卻劑通過堆心加熱變成70個大氣壓左右的飽和蒸汽，經汽水分離并干燥后直接推動汽輪發電機。
　　核能發電利用鈾燃料進行核分裂連鎖反應所產生的熱，將水加熱成高溫高壓，核反應所放出的熱量較燃燒化石燃料所放出的能量要高很多（相差約百萬倍），比較起來所以需要的燃料體積比火力電廠少相當多。核能發電所使用的的鈾235純度只約占3%－4%，其馀皆為無法產生核分裂的鈾238。
　　舉例而言，核四廠每年要用掉80噸的核燃料，只要2支標準貨柜就可以運載。如果換成燃煤，需要515萬噸，每天要用20噸的大卡車運705車才夠。如果使用天然氣，需要143萬噸，相當于每天燒掉20萬桶家用瓦斯。換算起來，剛好接近全臺灣692萬戶的瓦斯用量。
　　簡史 核能發電的歷史與動力堆的發展歷史密切相關。動力堆的發展*初是出于**需要。1954年，蘇聯建成世界上**座裝機容量為 5兆瓦(電)的核電站。英、美等國也相繼建成各種類型的核電站。到1960年,有5個國家建成20座核電站，裝機容量1279兆瓦（電）。由于核濃縮技術的發展，到1966年，核能發電的成本已低于火力發電的成本。核能發電真正邁入實用階段。1978年全世界22個國家和地區正在運行的30兆瓦（電）以上的核電站反應堆已達200多座,總裝機容量已達107776兆瓦（電）。80年代因化石能源短缺日益突出，核能發電的進展更快。到1991年，全世界近30個國家和地區建成的核電機組為423套，總容量為3.275億千瓦，其發電量占全世界總發電量的約16％。世界上**座核電站—蘇聯奧布寧斯克核電站.
　　中國大陸的核電起步較晚，80年代才動工興建核電站。中國自行設計建造的30萬千瓦（電）秦山核電站在1991年底投入運行。大亞灣核電站于1987年開工，于1994年全部并網發電。
　　核能發電原理 核能發電的能量來自核反應堆中可裂變材料(核燃料)進行裂變反應所釋放的裂變能。裂變反應指鈾-235、钚-239、鈾-233等重元素在中子作用下分裂為兩個碎片，同時放出中子和大量能量的過程。反應中，可裂變物的原子核吸收一個中子后發生裂變并放出兩三個中子。若這些中子除去消耗，至少有一個中子能引起另一個原子核裂變，使裂變自持地進行，則這種反應稱為鏈式裂變反應。實現鏈式反應是核能發電的前提。
　　要用反應堆產生核能,需要解決以下4個問題：①為核裂變鏈式反應提供必要的條件，使之得以進行。②鏈式反應必須能由人通過一定裝置進行控制。失去控制的裂變能不僅不能用于發電，還會釀成災害。③裂變反應產生的能量要能從反應堆中**取出。④裂變反應中產生的中子和放射性物質對人體危害很大，必須設法避免它們對核電站工作人員和附近居民的傷害。
　　世界上有比較豐富的核資源，核燃料有鈾、釷氘、鋰、硼等等，世界上鈾的儲量約為417萬噸。地球上可供開發的核燃料資源，可提供的能量是礦石燃料的十多萬倍。核能應用作為緩和世界能源危機的一種經濟有效的措施有許多的優點，其一核燃料具有許多優點，如體積小而能量大，核能比化學能大幾百萬倍；1000克鈾釋放的能量相當于2400噸標準煤釋放的能量；一座100萬千瓦的大型燒煤電站，每年需原煤300～400萬噸，運這些煤需要2760列火車，相當于每天8列火車，還要運走4000萬噸灰渣。同功率的壓水堆核電站，一年僅耗鈾含量為3％的低濃縮鈾燃料28噸；每一磅鈾的成本，約為20美元，換算成1千瓦發電經費是0．001美元左右，這和目前的傳統發電成本比較，便宜許多；而且，由于核燃料的運輸量小，所以核電站就可建在*需要的工業區附近。核電站的基本建設投資一般是同等火電站的一倍半到兩倍，不過它的核燃料費用卻要比煤便宜得多，運行維修費用也比火電站少，如果掌握了核聚變反應技術，使用海水作燃料，則更是取之不盡，用之方便。其二是污染少。火電站不斷地向大氣里排放二氧化硫和氧化氮等有害物質，同時煤里的少量鈾、鈦和鐳等放射性物質，也會隨著煙塵飄落到火電站的周圍，污染環境。而核電站設置了層層屏障，基本上不排放污染環境的物質，就是放射性污染也比燒煤電站少得多。據統計，核電站正常運行的時候，一年給居民帶來的放射性影響，還不到一次X光透視所受的劑量。其三是**性強。從**座核電站建成以來，全世界投入運行的核電站達400多座，30多年來基本上是**正常的。雖然有1979年美國三里島壓水堆核電站事故和1986年蘇聯切爾諾貝利石墨沸水堆核電站事故，但這兩次事故都是由于人為因素造成的。隨著壓水堆的進一步改進，核電站有可能會變得更加**。
　　優點：
　　1.核能發電不像化石燃料發電那樣排放巨量的污染物質到大氣中，因此核能發電不會造成空氣污染。
　　2.核能發電不會產生加重地球溫室效應的二氧化碳。
　　3.核能發電所使用的鈾燃料，除了發電外，沒有其他的用途。
　　4.核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送。
　　5.核能發電的成本中，燃料費用所占的比例較低，核能發電的成本較不易受到國際經濟情勢影響，故發電成本較其他發電方法為穩定。
　　缺點：
　　1.核能電廠會產生高低階放射性廢料，或者是使用過之核燃料，雖然所占體積不大，但因具有放射線，故必須慎重處理，且需面對相當大的政治困擾。
　　2.核能發電廠熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環境裏，故核能電廠的熱污染較嚴重。
　　3.核能電廠投資成本太大，電力公司的財務風險較高。
　　4.核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運轉。
　　5.興建核電廠較易引發政治歧見紛爭。
　　6.核電廠的反應器內有大量的放射性物質，如果在事故中釋放到外界環境，會對生態及民眾造成傷害。

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