核能产生的原理是什么核能的来源 _生活百科

核能是一种重要的低碳高密度能源，可以提供稳定的电力输出。然而，历史上两次较大的核电站辐射泄漏事故，1986年的乌克兰切尔诺贝利和2011年的日本福岛，都对人类的生命健康造成了极大的威胁，造成了巨大的经济损失，引起了全球恐慌。但我们不必谈论核变色。我们应该理性对待核能，合理利用核能。
最近日本向太平洋倾倒核废水的事件再次引起了国际社会对核废料的广泛关注。那么，核废料从何而来？应该如何安全处理？
核废料的来源

文章插图
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图1立陶宛维沙基纳斯核电站(图片来自网络)
媒体所说的核废料一般是指放射性废物，分为高放废物和中低放废物。高放废物(也称乏燃料)主要来自核电站燃烧的核燃料(占总量不到5%) 。这些乏燃料含有大量未使用的燃料铀和新产生的元素(如钚、镎、锶、铯等。)，都是高放射性的。
低水平放射性废物主要来自核燃料循环、医院、同位素生产等领域(占总量的95%以上) 。比如核燃料加工产生的含铀废液；反应堆运行产生的活化水；燃料后处理产生的中低水平放射性废物；医院里废弃的放射性医疗设备；同位素生产中产生的废物等。目前，低水平放射性废物的处理方法是将其装入专门的容器中，运送到专门的处理厂进行地下掩埋或焚烧。下面主要介绍高放废物的产生和处理过程。
图2铀-235核裂变示意图(图片来自网络)
世界各地现有的商用核电站都是通过核裂变发电的。当一个放射性核素分裂成两个并发生核反应时，会释放出大量的热量。目前商用堆主要有压水堆、沸水堆和重水堆。虽然设计不同，但总的来说，原理都是水被堆芯产生的热量气化，带动涡轮发电机发电。在核电站中使用5-8年后，核燃料已经释放出足够的能量，铀含量降低，使核燃料不再具有连续工作的能力。但它持续释放远超致死剂量的辐射，如何处理它们是目前最受关注的问题。目前，世界主要核工业国家对高放废物的处理主要分为一次通过(直接处置)和封闭燃料循环。
核废料的直接处理
核废料直接处理时，铀资源的利用率只有1%左右。目前采用的国家主要有美国、加拿大、瑞典、芬兰等。就是把反应堆产生的核废料永远保存在一个与世隔绝的地方，但远没有那么简单。
图3核废料储存在硼池中，几十年后将被永久处置(图片来自互联网)
大部分核废料储存在硼池中，水可以有效阻挡辐射的扩散，是一种经济方便的储存措施。一般这些水池都建在核电站内，便于将反应堆内的乏燃料棒转移到水中，暂时存放。这些用过的燃料棒在水中仍能放出能量，所以池水会被加热，需要调整冷却系统，防止水沸腾。如果供电中断，备用电源出现故障，冷却系统将停止工作，导致水温升高，沸腾。没有水，辐射就会释放出来。事实上，这正是日本福岛发生的事情。主电源和备用电源同时罢工，导致水温达到沸点，大量水沸腾。但在向环境释放大量辐射之前，注入了大量海水，情况得到控制，否则会有数千人死亡。虽然堆芯已经冷却，但直接接触堆芯会产生大量放射性废液。虽然经过处理，但还是比普通冷却水放射性大。这是日本最近决定排放的核污水。世界上现有的所有核废料存储区都不是长期有效的，它们只是核废料的临时临时存储区，直到建立一个长期存储区来取代它们。
图4乏核燃料棒将被放置在特殊的容器中，这些容器由纯铜包裹的铸铁罐制成，厚度为两英寸，耐腐蚀性非常高(图片来自互联网)

核能产生的原理是什么 核能的来源

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