全球核电概览（一）

　　.核能发电不会直接排放温室气体，且生命周期内排放量很低。

　　.美国有100个核电反应堆，在全球核电装机容量中占据最大份额（27%）。

　　.与其他任何形式的发电相比，美国的核电拥有最高的容量系数，即单位时间内实际输出量与最大可能输出量的比率，大约在90%左右。

　　.虽然铀储量排在世界前十，但美国商用反应堆所使用的铀中，90%都是靠进口，其中四分之三来自俄罗斯、加拿大、澳大利亚和哈萨克斯坦。

　　.日本2011年的核灾难，使得许多国家开始重新考虑核战略。值得注意的是，发展中国家将作为推动核电继续发展的主力军。

　　核电基础知识

　　核能最主要的用途就是用来发电。2011年，全球31个国家的核电装机容量为3690亿瓦特，占全球总发电量的11.7%，且不直接产生温室气体。2013年，核能发电已占美国发电总量的19.4%。

图1 世界核电装机总量　　来源：国际能源署（International Energy Agency）

　　http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/key_world_energy_stats-1.pdf

　　核能由核裂变产生。核裂变是由中子撞击一个质量非常大的元素的原子核后所引发的链式反应，撞击后大质量的原子核会分裂成几个质量较小的原子核，并以热量与辐射的形式释放能量。1克铀核聚变释放的能量相当于燃烧3吨煤所产生的能量。

　　图2 核裂变过程　　来源：Visual Dictionary Online

　　在精确可控的条件下，核聚变是一个持续的链式反应，它释放出足够的热量产生蒸汽，蒸汽推动涡轮产生电力。

　　核反应堆

　　图3 压水反应堆原理示意图　　来源：美国核能管理委员会（National Regulatory Commission）

　　图4 沸水反应堆原理示意图　　来源：美国核能管理委员会

　　美国所有的核电站都是轻水反应堆，因其使用普通的水来发电故称为“轻水”，加拿大则是重水（已知为氧化氘）反应堆。轻水反应堆的种类有两种：压力水冷反应堆和沸水反应堆。在压水堆中，水流通过反应堆芯时巨大的压力，使其不会气化成蒸汽，而是通过一个单独的水流回路释放热量产生蒸汽，从而推动发电机。这样的设计，可以将大部分的辐射都控制在反应堆中。然而，在沸水堆中，水在反应堆槽中吸收热量直接气化为蒸汽来推动发电机。

　　美国有65个压水堆和35个沸水堆。通常，核反应堆根据反应堆是第几代或者反应堆技术的发展水平来分类。

　　.第一代：这一代反应堆是雏型，第一批商用核电站在20世纪五六十年代出现，现在几乎找不到仍在运行的。

　　.第二代：这一代反应堆大约建于20世纪七八十年代，已经商业化。

　　.第三代和第三代升级版：这一代反应堆出现于20世纪90年代和21世纪初。在设计上需要的组件更少，远没有第二代那么复杂。采用被动式的安全系统是它们的特征，即不再依靠操作员的人工操作和电子信息的反馈，这样在遇到紧急情况时就能更加安全地停止反应堆的工作。由于设计更加简单，核电站占地更少，建设成本也就降低了。中国已经建有第三代核反应堆并有一些项目在建，美国也有项目在建。

　　第四代：这一代反应堆在设计上更加先进，其在安全性、经济性、防止核扩散以及减少核燃料废物增加循环利用上等方面做出了革命性改进，预计2030年进入商业化应用。

译自：http://www.c2es.org

编译：工业和信息化部国际经济技术合作中心 刘佳源 金逸

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