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冒着核事故和核辐射的风险,为什么还要大力发展核能?原因全解析

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-18   来源:风力发电机   作者:节能风电   浏览次数:288
核心提示:核能发展概况截至2019年12月,全球共有443座民用裂变反应堆,总发电量为395千兆瓦。还有56座核电反应堆正在建设中,109座反应堆正在规划中,总容量分别为60千兆瓦和120千兆瓦。其中,亚洲新建的大多数反应堆是第三代反应堆。2015年全球各类能源发电量占比2015年,民用核能提供了2563太瓦时的电力,相当于全球发电量的10%,是仅次于水力发电的第二大低碳能源。与其他能源相比,核能是单位发电量中死亡率最低的能源之一。自20世纪70年代以来,核电已经减少因空气污染而死亡的人数约184万,并减少了约64

   

核能发展概况截至2019年12月,全球共有443座民用裂变反应堆,总发电量为395千兆瓦。
还有56座核电反应堆正在建设中,109座反应堆正在规划中,总容量分别为60千兆瓦和120千兆瓦。
其中,亚洲新建的大多数反应堆是第三代反应堆。
2015年全球各类能源发电量占比2015年,民用核能提供了2563太瓦时的电力,相当于全球发电量的10%,是仅次于水力发电的第二大低碳能源。
与其他能源相比,核能是单位发电量中死亡率最低的能源之一。
自20世纪70年代以来,核电已经减少因空气污染而死亡的人数约184万,并减少了约640亿吨二氧化碳当量的排放。
核能安全性分析反应堆停堆后仍会有衰变热产生(福岛核事故就是因为没有及时消除衰变热导致)与其他发电厂相比,核反应堆有三个影响其安全性的独特特征。
首先,核反应堆中存在强放射性物质。
它们释放到环境中可能是危险的。
其次,构成反应堆中大多数强放射性物质的裂变产物,即使在裂变链式反应停止后,仍继续产生大量衰变热。
如果热量不能从反应堆中移除,燃料棒可能会过热并释放出放射性物质。
最后,如果在某些反应器设计中不能控制链式反应,则反应堆的功率会快速增加。
反应堆的设计是为了通过自然反馈机制防止反应堆功率不受控制的增加。
如果反应堆中的温度或蒸汽量增加,通过设计负的反应性空隙系数,裂变速率会降低。
链式反应也可以通过将控制棒插入反应堆堆芯来手动停止。
如果正常的冷却系统失效,应急堆芯冷却系统(ECCS)可以消除反应堆的衰变热。
如果ECCS失败,即使发生事故,多重物理屏障也会限制放射性物质释放到环境中。
最后一个物理屏障是大型封闭建筑。
大约120个反应堆(如福岛事故之前在瑞士的所有反应堆和之后在日本的所有反应堆)都在安全壳结构上安装了安全壳过滤通风系统,该系统旨在通过向环境中排放气体,同时将大部分裂变产物保留在过滤结构中,以此来减轻事故期间的安全壳压力。
核事故的严重程度通常使用国际原子能机构(原子能机构)推出的国际核事件等级表(国际核事故等级)进行分类。
该等级将异常事件或事故的等级从0(不构成安全风险的正常操作偏差)到7(具有广泛影响的重大事故)。
民用核能行业发生了3起5级或更高级别的事故,其中两起,切尔诺贝利事故和福岛事故,被列为7级。
披着石棺的切尔诺贝利核电站1986年的切尔诺贝利事故造成大约50人(国际原子能机构的权威数据)因直接和间接影响而死亡,一些人受重伤。
未来预测的癌症死亡率将会增加,通常估计在未来几十年内约为4000人。
在未来的大型研究中,可能会发现更多的可常规治疗的甲状腺癌,这是唯一的一种病因癌症。
福岛核事故导致5万个家庭流离失所福岛第一核电站事故是由2011年东北地震和海啸造成的。
事故没有造成任何与辐射相关的死亡,但造成了周围地区的放射性污染。
福岛核事故的清理工作将需要40年或更长时间,预计将花费数百亿美元。
1979年的三里岛事故是一次规模较小的事故,等级为国际核事故等级5级,该事故没有造成直接或间接的人员死亡。
每吨能源的死亡人数与所有其他主要能源相比,核电每单位发电量造成的意外死亡更少。
由于空气污染和能源事故,煤炭、石油、天然气和水力发电所产生的能量会导致更多的伤亡。
这是在比较其他能源造成的直接死亡与事故造成的直接核相关死亡时发现的,还包括核能事故造成的潜在或预测的间接癌症死亡。
如果将核电和所有化石燃料造成的直接和间接死亡人数(包括因空气污染和开采发电所需的自然资源造成的死亡)相比较,在1971年至2009年期间,通过降低原本由化石燃料产生的能源比例,核电的使用已经防止了约180万人死亡。
尽管2011年发生了福岛核事故,但如果日本从未采用核能,来自煤或天然气厂的事故和污染将导致更多的公众失去生命。
一个紧急撤离标志发生核事故后的被迫疏散和撤离可能导致公众产生孤立、焦虑、抑郁等严重心理问题,更有甚者会产生自杀的念头。
2005年的一项综合研究得出结论-切尔诺贝利事故对精神健康的影响是迄今为止事故引发的最大公共健康问题。
美国科学家弗兰克·冯·希佩尔对2011年福岛核灾难发表评论称,过度的辐射恐惧可能对受污染地区的大部分人口产生长期心理影响。
2015年的一份报告指出,核事故的严重影响通常不是直接归因于辐射照射,而是来自社会和心理影响。
人口的疏散和长期流离失所给许多人(特别是老年人和住院病人)带来了不良影响。
恐怖分子造成的911事件恐怖分子也可能会对核电站进行袭击,以释放放射性产物对公众造成伤亡。
美国911委员会称,核电站是2001年9月11日袭击的潜在目标。
对反应堆乏燃料池的攻击后果是严重的,因为对这些乏燃料池的保护程度不如反应堆堆芯。
放射性物质的释放可能导致成千上万的近期死亡和更多的长期死亡。
在美国,为有效预防恐袭,核管制委员会每三年在所有核电站进行一次代号“武力”(FOF)的演习。
核电站被两排电子监控的高栅栏包围着,电厂附近有一支庞大的武装警卫部队巡逻。
内部破坏也是一种威胁,因为内部人员可以充分了解核电站的安全措施。
1971年,一场大火给纽约印第安角能源中心造成了价值500万到1000万美元的损失,纵火犯后来查明是一名工厂维修工人。
核能扩散风险许多与核能项目相关的技术和材料都具有双重用途,它们可以被用来制造核武器。
当这种情况发生时,核能计划可能成为制造核武器的途径,美国和欧盟对伊朗核计划的担忧就是此原因。
伊朗核计划是伊以冲突的原因之一全球安全的一个基本目标是将与核电扩张相关的核扩散风险降至最低。
全球核能伙伴关系是一项国际项目,旨在建立一个分销网络,需要能源的发展中国家可以以折扣价获得核燃料,以换取该国同意放弃自己开发的铀浓缩计划。
总部设在法国的欧洲气体扩散铀浓缩联合会是一个成功实施这一概念的项目,西班牙和其他没有浓缩设施的国家购买了法国控制的浓缩设施生产的部分燃料,但没有获得技术转让。
一方面,一份2009年的联合国报告指出:越来越多国家对核能的需求或可能导致铀浓缩和乏燃料后处理技术在世界范围内的传播,这些技术存在明显的扩散风险,因为这些技术可以生产可直接用于核武器的裂变材料。
美俄核武器库存变化另一方面,当军用级核材料被再加工用作核电厂的燃料时也可以减少核武库。
麻省理工学院的托马斯·内夫提出的“百万吨到百万瓦”计划是迄今为止最成功的防扩散计划。
截至2005年,该项目已将价值80亿美元的高浓缩铀加工成低浓缩铀,用天然铀稀释后可用作商业裂变反应堆的核燃料。
这相当于消除了10000件核武器。
这种材料总共产生了大约7万亿千瓦时的电力,占美国近20年来消耗的全部电力的近10%(大约是美国全部核能发电量的一半)。
这足够给整个美国电网供电大约两年,总成本估计为170亿美元,俄罗斯从中获利120亿美元。
这个项目对俄罗斯也是有利的,因为在苏联经济崩溃后该行业难以支付俄罗斯联邦高浓缩铀和核弹头的维护和安全费用。
核能发电对环境的影响采用各类能源发电时的二氧化碳排放量核电是主要的低碳发电方式之一,就每单位发电量的生命周期温室气体排放总量而言,其排放值相当于或低于可再生能源。
政府间气候变化专门委员会2014年对碳足迹文献的分析报告称,核能发电的具体总生命周期排放强度是所有能源中最低的,这与采用煤和天然气发电形成了鲜明对比。
核能辐射对公众的影响核辐射危险标志在全球范围内一个人吸收的自然背景辐射的剂量平均为2.4 mSv/a,但经常在1 mSv/a和13 mSv/a之间变化,这在很大程度上取决于一个人居住的地质条件。
根据联合国(辐射科委会),包括核燃料循环在内的核电厂的正常运行对周围当地居民的平均剂量低于0.0001毫西弗/年,而生活在燃煤电厂50英里范围内的人的平均剂量是这个剂量的三倍多(0.0003毫西弗/年)。
根据2008年的一份报告,切尔诺贝利事故导致受影响最严重的周围人口和男性工作人员在几个小时到几周的时间内平均接受50到100毫西弗的初始剂量,从1986年事故发生的那一年开始北半球全体人口平均每人受到0.04毫西弗的初始高剂量辐射,然后强度以衰减的速度迅速下降。
可再生能源与核能的比较风能和太阳能发电减缓全球变暖需要向低碳经济转型,主要是通过燃烧更少的化石燃料。
如果从2019年起不再建造新的化石燃料发电厂,将全球变暖限制在1.5摄氏度在技术上是可能的。
这引起了科学家相当大的兴趣,人们开始激烈的学术辩论,以确定在全球能源组合中迅速取代化石燃料的最佳途径。
国际能源署指出,没有核能的国家应该发展核能以及可再生能源。
2015年全球一次能源消耗(供热、运输、电力)中,87%是化石燃料,在1999年至2015年期间,这一化石燃料百分比一直保持在87%。
在发达国家,由于每个地理上合适的地区大部分已经开发,新建水力发电缺乏经济上可行的地理条件。
一些分析家认为,由于间歇性的影响,传统的可再生能源,风能和太阳能不能提供大规模电网所需的可扩展性。
他们指出,德国利彭多夫电站的扩建,以及2015年摩尔堡1730兆瓦大型煤燃烧电站的启用,德国可能无法实现2020年的减排目标。
2015年,教授巴里·沃克·布鲁克和他的同事们就从全球电网中完全替代化石燃料这一主题进行了分析。
结果表明,在20世纪80年代法国和瑞典各自的建设项目中,核能如果以适度速度替代化石燃料,核能可以在10年内完全取代电网中使用化石燃料的部分,这可以让世界达到最严格的温室气体减排目标。
在一些旨在逐步淘汰化石燃料而支持低碳能源的地方,比如英国,很难提供季节性能源储存,因此让可再生能源供应超过60%的电力可能会很昂贵。
英国较老的气冷核反应堆在平衡需求、风力和太阳能方面不灵活,但该国较新的水冷反应堆具有与普通发电厂类似的灵活性。
与可再生能源相比,核反应堆的传统设计产生的制造和运行相关废物量较少,但是需要储存高放射性乏燃料。
退役的核电厂也需要拆卸和拆除,许多拆卸下来的核电厂需要作为低水平核废料储存几十年。
关于核能的争论关于核能的争论主要是围绕民用核裂变反应堆的部署和使用展开的,该争论曾在20世纪70年代和80年代达到了顶峰。
法国的反核抗议人群核能的支持者认为核能是一种可持续的能源,可以减少对进口能源的依赖,减少碳排放,从而提高能源安全。
马丁·路德·金博士认为石油是一种会耗尽的资源,并认为核能是它的替代品。
支持者还表示目前核废料的数量很少,可以通过新反应堆的最新技术来减少,其运行安全记录是无与伦比的。
反对者认为,核能对人类和环境构成许多威胁,例如核武器扩散和恐怖主义。
他们还认为,反应堆是复杂的机器,许多事情容易会出差错。
在过去的几年里,从铀矿开采到核退役,核能既不是低碳能源,也不是经济能源。

 
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