核电站的诞生与开展

1896年，亨利·贝克勒尔确认了天然放射性的发现，敞开了核能的开展史。他发现铀盐宣布的辐射能够穿过纸板，使照相板变黑，并使空气电离。这种辐射的特性敞开了一个新的研讨范畴。接着，居里配偶发现了钋和镭，后者的放射性是铀的数百万倍。

但是，实践运用原子能的办法是由俄国闻名科学家弗拉基米尔·弗纳德斯基开发的，他是榜首个将核能经济运用的人。早在1908年，弗尔纳德斯基就提出，因为放射功能够供应热能，因而具有实践运用价值。所以，一种新式的、具有巨大潜力的动力被开宣布来。其时在俄国和欧洲已经有几位科学家在从事放射性元素的研讨，弗纳德斯基证明了镭在实践运用中的重要性。

弗拉基米尔·弗纳德斯基

1910年秋，在弗尔纳德斯基的主张下，科学院成立了一个镭委员会，其间还包含戈利岑亲王等高层办理人员和十分闻名的院士别克托夫、卡尔平斯基和车尔尼雪夫。1910年12月29日，在俄罗斯科学院盛大的年会上，维尔纳茨基宣读了题为《镭范畴的今天使命》的方案陈述，他在陈述中提出了整个地质勘探和技能研讨的方案，并详细介绍了寻觅铀矿石和操控原子衰变能量的技能路途。弗纳德斯基在陈述中说：“……现在摆在咱们面前的是，在放射现象中原子能比人类幻想中的全部动力来历大数百万倍”（弗纳德斯基 1954年）。与此一起，英国物理学家欧内斯特·卢瑟福发现了铀核的α和β辐射，并确认质子是一种独立的基本粒子。他是榜首个进行人工核反响的人，该反响是将氮转化为放射性的氟，取得安稳的氧。卢瑟福的首要科学成便是革命性的树立了原子的模型。依据这个模型，粒子的质量不是均匀分布在空间上的，简直全部的质量都会集在一个带正电荷的小区域内。

他依据阿尔法粒子经过金箔的实验成果得出这必定论。在卢瑟福模型的基础上，闻名科学家尼尔斯·玻尔于1913年提出了一个相似氢原子的量子模型，即玻尔原子。卢瑟福创建了一所科学学院，其间詹姆斯·查德威克发现了中子，马库斯·奥立佛和保罗·哈特克发现了氦-3和氚，俄国科学家卡皮察制造了超强磁场，发现了液氦的超流动性。卢瑟福的学生中有量子力学的创始人尼尔斯·玻尔和苏联核武器的首要研制者之一卡里顿。榜首次世界大战期间，卢瑟福表明，期望在人们学会和平共处之前，不要掌控原子能。卢瑟福挑选了“寻求事物的榜首原理”作为他的座右铭，终身都遵从这一准则。他于一年后逝世，同年，奥托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼发现了铀的中子诱导裂变，敞开了核武器和军用核动力的路途。

从榜首台核锅炉到核电站，核能运用的路途比原子弹的发明快得多。首座核电站需求可控的链式反响。在这个反响中，钢制反响堆被切割开来出产钚-239，它是铀-238吸收中子进程中构成的。之后有了潜艇用的小型动力装置。1951年，在美国爱达荷州的实验基地，科学家们乃至成功发电，并点亮四个灯泡。

问题是，要运转一个在功率上可与火力发电厂（TPP）相媲美的老练发电厂，需求彻底不同的温度和功率。有必要在高暖流密度和高压下进行热交换，而这些问题一向没有得到很好的研讨。堆心燃料有必要在高温下运转而不被损坏，结构资料有必要能接受巨大的辐射负荷。

科学家库尔恰托夫和多列扎尔得到了支撑，他们制造一个带有管状燃料元件的铀-石墨反响堆，其间运用非沸水作为冷却剂。因为战后资源缺少，反响堆的规划装机较低。当实验人员寻觅汽轮机组时，偶尔发现了一台抛弃的小型汽轮机。尽管只要6兆瓦左右，但它却适当适合做实验性的核电站。这台汽轮机的终究决议了世界上榜首台核电站的功率。从1951年9月开端制作核电站的整个进程，便是一系列的实验和测验的进程。经过调查反响堆的详细参数来剖析或许呈现的紧急状况，人们意识到最危险的是冷却水的加注。假如冷却管道被损坏，中子就会添加，功率开端添加。

战后，苏联的几个实验室开发燃料棒，这是反响堆最危险的区域。首要，燃料棒是以钢管的方法制造的，在钢管上安装了铀衬套。当纯铀被含9%钼的合金代替后，危险性有所下降，运用寿命添加到几百小时。但是，最成功的处理方案是将铀钼合金涣散在镁基体中。测验时，这种规划处理了暖流密度过高的问题。1954年5月初，科学家们开端在堆芯中装入燃料。榜首批完好的核燃料含有546公斤铀，其间铀-235的浓度为5%。实验继续了一个半月，1954年6月26日下午5时45分，蒸汽供应汽轮机，世界上榜首座核电站开端承当工业负荷，发电机功率为1.5兆瓦。榜首座核电站的成功，以其简直无限的资源潜力，让人们对清洁动力产生了期望。

在苏联树立榜首座核电站几年后，英国的卡尔德霍尔核电站（1956年，45兆瓦）和美国的航运波克核电站（1957年，67兆瓦）开端运转。

卡尔德霍尔核电站

航运波克核电站

多年来，核电在全球动力中占有了至关重要的位置。事实上，改造核电站的规划、制造和运转方法是年代的需求。快中子反响堆技能的开展满意了一部分需求，如保证核电站的安全和核燃料的高效运用。并且，“方便的动力”是处理核工业中触及国家安全和环境保护问题的关键所在。首要，因为铀在增殖核反响中的运用率较高，其挖掘和贮存对环境有必定影响。国际上已采纳办法，在可预见的将来会中止挖掘铀。因为铀能够从乏核燃料（SNF）和贫化六氟化铀中出产，其储量是比较满足的。其次，现在放射性废物办理对环境的影响有所下降。放射性废物需求贵重的贮存设备，以保证其与环境阻隔满足长的时刻，使其放射性衰减。育成器能够大大缩短乏核燃料所需的封存时刻，削减潜在的危险。第三，从热中子反响堆的乏核燃料加工中取得的钚也能够在育成器中进行处置。假如把钚作为放射性废物贮存和终究处置，则需求采纳特别办法以保证安全，因而本钱很高。所以，快速反响堆的优势是清楚明了的。

现在，一个新的商场正在显现，具有核技能的国家能够供应技能和高科技设备。一起，在“快速”技能比赛中，先发国家有或许被我国或印度等开展我国家筛选。因而，在核电工业方面，有必要加速这方面的开展。现在的原子能是在暗斗时期发明的，其时核的能在出产动力的一起，首要使命是出产和堆集核质料。这便是现有的根据铀钚循环的核电站诞生的首要原因。其他全部，如放射性废物和乏燃料的处理、贮存、核电站的退役、核资料分散的危险以及其他环境问题都是非必须的。

咱们应该信任核电站是安全可靠的。在曩昔20年里，全世界新建核设备的数量有所下降，原因包含大众对制作新的核电站的抵触情绪，以及装机容量过剩的状况，首要原因是电力商场竞争和许多现有核设备的经济功能低下。一起，东南亚、中东、非洲的许多开展我国家对开展核能情绪犹疑。核能能否开展壮大，终究将取决于这些国家面对的详细问题。事实上，没有任何一种动力或工业能像核能相同开展得如此敏捷。1954年的世界上榜首座5兆瓦的核电站投入运用，到1980年1月1日，世界上约有80座容量为15000兆瓦的核电站取得同意。

20世纪70年代初，因为电力需求的增加和1973-1974年石油输出国组织（OPEC）国家实施的石油禁运引起的全球动力危机，导致动力价格上涨，进一步推动了全世界核电的开展。一起促进了大众对核电的知道。

咱们深信，在可预见的未来，核能将是重要的代替动力。因而，直到1980年代中期，核能一向被认为是最有期望的动力，是应对动力危机的最佳行动。在短短的20年里（从1960年代中期到1980年代中期），核电站出产的电力在全球所占的份额从简直为0添加到17%，在一些国家，这一份额乃至更高（法国约为80%）。