.核能發(fā)電不會(huì)直接排放溫室氣體，且生命周期內(nèi)排放量很低。

　　.美國(guó)有100個(gè)核電反應(yīng)堆，在全球核電裝機(jī)容量中占據(jù)最大份額（27%）。

　　.與其他任何形式的發(fā)電相比，美國(guó)的核電擁有最高的容量系數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際輸出量與最大可能輸出量的比率，大約在90%左右。

　　.雖然鈾儲(chǔ)量排在世界前十，但美國(guó)商用反應(yīng)堆所使用的鈾中，90%都是靠進(jìn)口，其中四分之三來(lái)自俄羅斯、加拿大、澳大利亞和哈薩克斯坦。

　　.日本2011年的核災(zāi)難，使得許多國(guó)家開(kāi)始重新考慮核戰(zhàn)略。值得注意的是，發(fā)展中國(guó)家將作為推動(dòng)核電繼續(xù)發(fā)展的主力軍。

　　核電基礎(chǔ)知識(shí)

　　核能最主要的用途就是用來(lái)發(fā)電。2011年，全球31個(gè)國(guó)家的核電裝機(jī)容量為3690億瓦特，占全球總發(fā)電量的11.7%，且不直接產(chǎn)生溫室氣體。2013年，核能發(fā)電已占美國(guó)發(fā)電總量的19.4%。

圖1 世界核電裝機(jī)總量　　來(lái)源：國(guó)際能源署（International Energy Agency）

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

　　核能由核裂變產(chǎn)生。核裂變是由中子撞擊一個(gè)質(zhì)量非常大的元素的原子核后所引發(fā)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，撞擊后大質(zhì)量的原子核會(huì)分裂成幾個(gè)質(zhì)量較小的原子核，并以熱量與輻射的形式釋放能量。1克鈾核聚變釋放的能量相當(dāng)于燃燒3噸煤所產(chǎn)生的能量。

　　圖2 核裂變過(guò)程　　來(lái)源：Visual Dictionary Online

　　在精確可控的條件下，核聚變是一個(gè)持續(xù)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，它釋放出足夠的熱量產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)渦輪產(chǎn)生電力。

　　核反應(yīng)堆

　　圖3 壓水反應(yīng)堆原理示意圖　　來(lái)源：美國(guó)核能管理委員會(huì)（National Regulatory Commission）

　　圖4 沸水反應(yīng)堆原理示意圖　　來(lái)源：美國(guó)核能管理委員會(huì)

　　美國(guó)所有的核電站都是輕水反應(yīng)堆，因其使用普通的水來(lái)發(fā)電故稱為“輕水”，加拿大則是重水（已知為氧化氘）反應(yīng)堆。輕水反應(yīng)堆的種類有兩種：壓力水冷反應(yīng)堆和沸水反應(yīng)堆。在壓水堆中，水流通過(guò)反應(yīng)堆芯時(shí)巨大的壓力，使其不會(huì)氣化成蒸汽，而是通過(guò)一個(gè)單獨(dú)的水流回路釋放熱量產(chǎn)生蒸汽，從而推動(dòng)發(fā)電機(jī)。這樣的設(shè)計(jì)，可以將大部分的輻射都控制在反應(yīng)堆中。然而，在沸水堆中，水在反應(yīng)堆槽中吸收熱量直接氣化為蒸汽來(lái)推動(dòng)發(fā)電機(jī)。

　　美國(guó)有65個(gè)壓水堆和35個(gè)沸水堆。通常，核反應(yīng)堆根據(jù)反應(yīng)堆是第幾代或者反應(yīng)堆技術(shù)的發(fā)展水平來(lái)分類。

　　.第一代：這一代反應(yīng)堆是雛型，第一批商用核電站在20世紀(jì)五六十年代出現(xiàn)，現(xiàn)在幾乎找不到仍在運(yùn)行的。

　　.第二代：這一代反應(yīng)堆大約建于20世紀(jì)七八十年代，已經(jīng)商業(yè)化。

　　.第三代和第三代升級(jí)版：這一代反應(yīng)堆出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)初。在設(shè)計(jì)上需要的組件更少，遠(yuǎn)沒(méi)有第二代那么復(fù)雜。采用被動(dòng)式的安全系統(tǒng)是它們的特征，即不再依靠操作員的人工操作和電子信息的反饋，這樣在遇到緊急情況時(shí)就能更加安全地停止反應(yīng)堆的工作。由于設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，核電站占地更少，建設(shè)成本也就降低了。中國(guó)已經(jīng)建有第三代核反應(yīng)堆并有一些項(xiàng)目在建，美國(guó)也有項(xiàng)目在建。

　　第四代：這一代反應(yīng)堆在設(shè)計(jì)上更加先進(jìn)，其在安全性、經(jīng)濟(jì)性、防止核擴(kuò)散以及減少核燃料廢物增加循環(huán)利用上等方面做出了革命性改進(jìn)，預(yù)計(jì)2030年進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用。

譯自：http://www.c2es.org

編譯：工業(yè)和信息化部國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作中心 劉佳源 金逸

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