核能是一種高度密集的優(yōu)質(zhì)能源，但要讓核能釋放出來(lái)作為發(fā)電，不是一件容易的事。1942年12月2 日，科學(xué)家費(fèi)米和同事們?cè)诿绹?guó)芝加哥大學(xué)，實(shí)現(xiàn)了世界上第一次受控自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，這個(gè)反應(yīng)進(jìn)行了28分鐘，雖然它的功率小（最高只達(dá)到200瓦），但是它的意義是十分巨大的；1951年，美國(guó)建成了世界上第一個(gè)核能發(fā)電裝置；1954年6月，前蘇聯(lián)建成世界上第一座0.5萬(wàn)千瓦核電站。2003年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全世界運(yùn)行的核電機(jī)組數(shù)為440臺(tái)，占世界總發(fā)電能力的16%。在建核電機(jī)組數(shù)為31臺(tái)。世界核發(fā)電量所占比例已從1973年的3%上升到現(xiàn)在的17.3%。預(yù)計(jì)到2020年，核電在能源結(jié)構(gòu)中應(yīng)占有22%的比例。美國(guó)是世界上核電站最多的國(guó)家，擁有全世界四分之一的核電反應(yīng)堆。立陶宛和法國(guó)是世界上核電比例最高的國(guó)家，核發(fā)電量占該國(guó)總發(fā)電量的75%以上。2003年，中國(guó)大陸全年發(fā)電量中2.2%來(lái)自于核電。

    將原子核裂變（或聚變）所釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南到y(tǒng)和設(shè)備通常稱(chēng)為核電站。原子核反應(yīng)堆類(lèi)型不同，核電站的系統(tǒng)和設(shè)備也有所不同。下面以壓水反應(yīng)堆（核電站的主力堆型）為例，介紹核電站的工作原理。壓水堆核電站主要由原子核反應(yīng)堆、一回路系統(tǒng)、二回路系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)和設(shè)備組成。其流程原理示意如下圖所示。

    一回路系統(tǒng)是將裂變能轉(zhuǎn)化為水蒸氣的熱能裝置。它由反應(yīng)堆、一回路循環(huán)泵（即主泵）、穩(wěn)壓罐（即穩(wěn)壓器）、蒸汽發(fā)生器以及相應(yīng)的管道等組成。原子核反應(yīng)堆內(nèi)產(chǎn)生的核能，使堆芯發(fā)熱溫度升高，高溫高壓的冷卻水在主循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)下，流進(jìn)反應(yīng)堆堆芯，將堆芯中的熱量帶至蒸汽發(fā)生器。蒸汽發(fā)生器再把熱量傳遞給二回路循環(huán)系統(tǒng)中的給水，使給水加熱變成高壓蒸汽，放熱后的冷卻水又重新流回堆芯。這樣不斷地循環(huán)往復(fù)，構(gòu)成一個(gè)密閉的循環(huán)回路。一回路循環(huán)系統(tǒng)的壓力由穩(wěn)壓罐進(jìn)行調(diào)節(jié)?，F(xiàn)代大功率壓水堆核電站的一回路系統(tǒng)一般有2-4條并聯(lián)的密閉環(huán)路，每條環(huán)路由一臺(tái)主循環(huán)泵和一臺(tái)蒸汽發(fā)生器與相應(yīng)管道連接而成。為了確保安全，將整個(gè)一回路循環(huán)系統(tǒng)的主要設(shè)備集中安裝在一座立式圓柱狀球形頂蓋密封建筑物（通常稱(chēng)為核電站安全殼）里，它是采用預(yù)應(yīng)力混凝土內(nèi)襯鋼板的大型建筑結(jié)構(gòu)，能承受一定壓力，可以防止放射性物質(zhì)穿透和向外擴(kuò)散。

    二回路循環(huán)系統(tǒng)由汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器、二回路循環(huán)泵等設(shè)備組成。二回路中蒸汽發(fā)生器的給水吸收了一回路傳來(lái)的熱量變成高壓蒸汽，然后推動(dòng)汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。作功后的廢氣在冷凝器內(nèi)冷卻而凝結(jié)成水，再由給水泵送入加熱器加熱后重新返回蒸汽發(fā)生器，再變成高壓蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)作功發(fā)電，這樣構(gòu)成了第二個(gè)密閉循環(huán)回路。二回路系統(tǒng)設(shè)備均安裝在汽輪發(fā)電機(jī)組廠房?jī)?nèi)，一回路和二回路通過(guò)主蒸汽管道與蒸汽發(fā)生器連接。核電站的二回路系統(tǒng)和普通火電站的動(dòng)力回路相似，蒸汽發(fā)生器和一回路系統(tǒng)相當(dāng)于火電站的鍋爐。由于反應(yīng)堆一回路系統(tǒng)往往帶有一定劑量的放射性，因此，從反應(yīng)堆出來(lái)的冷卻劑一般不宜直接送入汽輪機(jī)，否則將會(huì)使常規(guī)機(jī)組操作維修復(fù)雜，所以核電站一般比火電站要多一套動(dòng)力回路。此外，核電站還設(shè)有為了維持核電站正常運(yùn)行和防止事故的輔助系統(tǒng)廠房、電站循環(huán)水泵房、輸配電廠房以及放射性廢物儲(chǔ)存和處理等廠房。

核電站主要堆型

    核電反應(yīng)堆是一種特殊鍋爐，也有人稱(chēng)它為原子反應(yīng)爐?，F(xiàn)代的反應(yīng)堆，從外面看是一個(gè)立式球形頂?shù)膱A柱體或球形建筑物，這就是所謂核島。至于發(fā)電部分（也稱(chēng)為常規(guī)島），核電廠與炎電廠都用蒸汽膨脹做功，推動(dòng)蒸汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。核電站與火電站主要的不同是蒸汽供給系統(tǒng)?；痣娬疽揽咳紵剂厢尫诺幕瘜W(xué)能制造蒸汽，核電站是依靠核燃料裂變反應(yīng)釋放核能來(lái)制造蒸汽。

核電堆型種類(lèi)很多，但技術(shù)比較成熟且投入商業(yè)營(yíng)運(yùn)的，主要有以下幾種堆型。

（1）壓水堆：是一種首先應(yīng)用于艦船的核動(dòng)力堆，以水為冷卻劑和中子慢化劑，結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)濟(jì)性好，安全性也較好，除了有幾道安全屏障外，還有一系列縱深防護(hù)措施。從安全心理出發(fā)，這恐怕是許多國(guó)家選用壓水堆的重要因素，目前是全世界核電站的主力堆型。我國(guó)大陸已建及在建的11臺(tái)核電機(jī)組中就9臺(tái)是壓水堆核電機(jī)組。

第三代先進(jìn)壓水堆技術(shù)以歐洲的AREVA公司的EPR和美國(guó)WESTINGHOUSE公司的AP1000技術(shù)為首，這兩大公司也把持著世界核電行業(yè)的頭二把交椅。

領(lǐng)導(dǎo)講話——環(huán)境保護(hù)部副部長(zhǎng)、核安全局局長(zhǎng)李干杰

（2）沸水堆：是在壓水堆的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化派生出來(lái)的。它通過(guò)降低壓力，使水在堆芯沸騰后直接生成蒸汽，經(jīng)過(guò)汽水分離，直接用于推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。雖然沸水堆只有一個(gè)回路，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，設(shè)備制造難度也較低，但其蒸汽帶有放射性，汽輪機(jī)及主蒸汽管道都必須有相應(yīng)的防護(hù)措施。

沸水堆主要是GE和HITACHI在做，中國(guó)還沒(méi)引進(jìn)，鬼子用的較多

（3）重水堆：使用重水（即重氫和氧形成的水）作冷卻劑和中子慢化劑，可直接采用天然鈾或略濃縮的金屬鈾作燃料，不需要大型制造設(shè)備，但這種反應(yīng)堆體積大，且重水價(jià)格昂貴。我國(guó)大陸已建和在建的11臺(tái)核電機(jī)組有2臺(tái)是從加拿大引進(jìn)的重水堆核電機(jī)組。

重水堆也就是加拿大原子能公司的CANDU堆

（4）氣冷堆：采用氣體（二氧化碳、氦氣等）作冷卻劑，曾一度是英國(guó)與法國(guó)的主要堆型，由于氣體傳熱能力較差，有一些難題尚待解決，其發(fā)展受到一定的限制。目前正在開(kāi)發(fā)的高溫氣冷堆，熱效率高，安全性好，有可能得到發(fā)展。

（6）快中子增殖堆：快中子增殖堆沒(méi)有慢化劑，使用快中子（中子平均能量約0.5Mev 以上，比熱中子反應(yīng)堆內(nèi)電子平均能量約0.07Mev大得多）引發(fā)裂變，不但每個(gè)鈾—235原子核裂變后放出的次級(jí)中子多，而且快中子的損失少。因此，這些快中子在引發(fā)裂變后，還有較多的剩余，可用來(lái)使不易裂變的鈾-238變成易裂變的優(yōu)質(zhì)燃料钚-239，從而使核燃料越燒越多。壓水堆是消耗核燃料鈾-235生產(chǎn)了電能；而快中子增殖堆既生產(chǎn)了電能，又生產(chǎn)了核燃料钚-239。

    由于快中子增殖堆使作為天然鈾主要成分的鈾——238變成钚——239加以利用，因而快中子增殖堆中鈾的利用率比目前壓水堆中鈾的利用率高140倍。那些在壓水堆中不能利用的濃縮鈾的尾料，以及壓水堆卸出的核燃料，都能在快中子增殖堆中得到利用。而且，使那些在目前不能開(kāi)采的低品位鈾礦，也有經(jīng)濟(jì)開(kāi)采的價(jià)值，可以充分滿(mǎn)足人類(lèi)幾百年內(nèi)對(duì)能源的需求。美國(guó)等!) 國(guó)確定的新能源發(fā)展計(jì)劃中，快中子增殖堆是重點(diǎn)發(fā)展的堆型。除現(xiàn)行的鈉冷快中子增殖堆外，還在發(fā)展氣冷快中子增殖堆、鉛冷快中子增殖堆等。

核電站的堆型按照用途來(lái)分，可分為動(dòng)力堆、生產(chǎn)堆、研究堆、特殊用途堆等；按照冷卻劑和慢化劑來(lái)分，又可分為輕水堆、重水堆、石墨氣冷堆、石墨水冷堆、高溫氣冷堆、快中子增殖堆等（見(jiàn)圖2）

      在目前，核電站中以壓水堆、沸水堆所占的比例最大，分別占60%和20%，重水堆約占10%，其它堆占10%。

      除上述核裂反應(yīng)堆這外，目前全世界正在投入大量的人力、物力研制核聚變反應(yīng)堆。當(dāng)2個(gè)輕原子核結(jié)合成一個(gè)較重的原子核時(shí)，也會(huì)釋放能量。我們稱(chēng)這種結(jié)合為聚變，釋放出的能量稱(chēng)為聚變能。在人工控制下的聚變?yōu)槭芸鼐圩?，在受控聚變的情況下釋放能量的裝置，稱(chēng)為聚變反應(yīng)堆。聚變能是一種更加安全、清潔、經(jīng)濟(jì)的能源，且有可能實(shí)現(xiàn)能量直接轉(zhuǎn)換，具有極高的熱效率。不僅輕原子核聚變時(shí)，每1千克聚變?nèi)剂厢尫诺哪芰慷?，更重要的是，地球上聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量比裂變?nèi)剂蟽?chǔ)量豐富得多。氘、氚聚變所釋放的能量，是同等質(zhì)量鈾-235裂變所釋放能量的4倍。而且，海洋中有取之不盡的氘，海水中氘含量為34毫克/升，地球上總含氘量多達(dá)40萬(wàn)億噸，可供人類(lèi)用50億年以上。氚可用鋰（鋰-6）來(lái)生產(chǎn)，自然界中鋰也很豐富，所以聚變能發(fā)電是更理想的能源。國(guó)際核聚變專(zhuān)家們樂(lè)觀估計(jì)，本世紀(jì)下半葉可以實(shí)現(xiàn)聚變反應(yīng)堆商業(yè)發(fā)電。

指的就是著名的ITER計(jì)劃，號(hào)稱(chēng)世界上最大的工程

目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)利用聚變能

還像那么回事嗎，呵呵