核工業

核工業

核能開發、利用的綜合性工業部門。主要任務是和平利用核能和研製、生產核武器。從事核燃料、放射性同位素生產,核反應堆和核動力裝置的研究、設計、建造和核能生產(發電和供熱)和核武器研製。

  • 中文名稱
    核工業
  • 外文名稱
    核工業
  • 主要任務
    是和平利用核能和研製
  • 從    事
    核燃料研究、生產、加工

簡介

核工業是從事核燃料研究、生產、加工,核能開發、利用,核武器研製、生產的工業。是軍民結合型工業。主要產品有:核原料、核燃料、核動力裝置、核武器(包括核子彈、氫彈和中子彈)、核電力,套用核技術等。核工業在國防中具有重要的地位和作用。核武器比常規武器有更大的殺傷力和破壞力,能在戰爭中起到一般武器所不能起到的作用,且造成放射性污染,對生態環境有長期、嚴重的後果。所以,核武器已成為某些國家現代軍事戰略的基礎。同時,在國民經濟發展中,核工業也具有極為重要的地位和作用。

學科

核工業是一門學科門類多、開拓領域廣、技術密集程度高的綜合性新興工業。它涉及到地質勘探、採礦、冶金、化工、電力、機械製造、建築、電機和精密儀表等工業部門和物理、化學、電子學、半導體、計算技術、自動控製、材料學、傳熱學、醫學和生物學等學科領域。一個國家的核工業發展水準,能集中地反映出這個國家的整個工業基礎和科學技術水準。

核工業

1896年法國物理學家貝克勒爾發現了天然放射性,揭開了現代科學技術嶄新的一頁。20世紀中葉以來,核科學技術和核工業取得了迅速的發展,實現了從基礎理論研究到套用技術研究,從軍事利用到和平利用的重大轉變。核技術已滲透到各個領域,它在經濟建設、科學研究和社會生活中套用廣泛,效益明顯,是當代技術寶庫中的重要組成部分。

體系

核工業體系主要包括核燃料的生產與加工(如天然鈾、濃縮鈾和燃料等)及-6熱核材料的生產與加工;研究試驗堆、生產堆及動力堆的建造;輻照燃料的後處理(鈈-239及裂變產物、超鈾元素的提取);以及核武器的研究與製造等。為此,就需要建造一系列的工廠,如核武器製造廠、礦石加工廠、精製轉換廠、同位素分離工廠、燃料元件加工廠、後處理廠以及放射性廢物處理和處置設施等。

國內

發展

中國的核工業是在中華人民共和國建立後建立和發展起來的。

⑴1950年成立了中國科學院近代物理研究所,開始從事核科學技術研究工作。⑵1954年,中國地質工作者在綜合找礦中,在廣西發現了鈾礦資源。毛澤東在聽取地質部門匯報後指出,我們有豐富的礦物資源,我們國家也要發展原子能。

發展初期發展初期

⑶1955年7月,國務院決定,在國家建設委員會設立建築技術局,負責原蘇聯援助的實驗性重水反應堆和回旋加速器的籌建工作。

⑷1956年11月16日,國家建立了第三機械工業部(1958年改為第二機械工業部,1982年改為核工業部) ,在蘇聯援助下建設核工業。1958年,中國第一座重水型實驗用反應堆和回旋加速器建成並投入運行。

⑸1960年,蘇聯政府單方面撕毀協定,停止了援助,撤走在核工業系統工作的233名蘇聯專家和重要資料。然而,中國核科技研究和核工業建設並未就此止步,在黨中央的領導下,自力更生,奮發圖強,繼續發展。1962年11月成立以周恩來為首的中央15人專門委員會,直接領導研製生產核子彈的工作。

⑹1964年10月16日,中國第一顆核子彈成功爆炸;

⑺1967年6月17日,中國第一顆氫彈又爆炸試驗成功;

⑻1971年9月,中國第一艘核潛艇試航成功,表明中國的核工業已有較快的發展,建成了比較完整的核工業體系。70年代末,隨著國家工作重點轉向經濟建設,核工業由主要為軍用服務,轉向軍民結合,以核為主,多種經營,主要從事核能、核技術的和平利用,民用產品的開發。

⑼1983年6月,在浙江海鹽縣秦山,開始了中國自行設計的電功率為30萬千瓦的秦山核電站的建設;

⑽1984年4月,引進技術設備,在廣東深圳開始建設大亞灣核電站。

⑾1988年4月,核工業部復原,其政府職能劃入新增的能源部;同時組建了中國核工業總公司,負責對核工業企事業單位的經營管理。

⑿90年代以來,核工業繼續貫徹"軍民結合,以核為主,多種經營,搞活經濟"的方針,得到了更快的發展。

趨勢

中國目前建成和在建的核電站總裝機容量為870萬千瓦,預計到2010年中國核電裝機容量約為2000萬千瓦,2020年約為4000萬千瓦。到2050年,根據不同部門的估算,中國核電裝機容量可以分為高中低三種方案:高方案為3.6億千瓦(約佔中國電力總裝機容量的30%),中方案為2.4億千瓦(約佔中國電力總裝機容量的20%),低方案為1.2億千瓦(約佔中國電力總裝機容量的10%)。

中國國家發展改革委員會正在製定中國核電發展民用工業規劃,準備到2020年中國電力總裝機容量預計為9億千瓦時,核電的比重將佔電力總容量的4%,即是中國核電在2020年時將為3600-4000萬千瓦。也就是說,到2020年中國將建成40座相當于大亞灣那樣的百萬千瓦級的核電站。

從核電發展總趨勢來看,中國核電發展的技術路線和戰略路線早已明確並正在執行,當前發展壓水堆,中期發展快中子堆,遠期發展聚變堆。具體地說就是,近期發展熱中子反應堆核電站;為了充分利用鈾資源,採用鈾鈈迴圈的技術路線,中期發展快中子增殖反應堆核電站;遠期發展聚變堆核電站,從而基本上"永遠"解決能源需求的矛盾。

部門

核工業部已作為國家能源部門之一,負責中國核電站的建設和營運。核工業部大力組織了放射性同位素的生產和同位素及輻射技術的推廣套用,1985年中國生產的放射性同位素及其製品已有700多種。

國外

核工業于20世紀40年代始建于美國,起因于軍事需要。第二次世界大戰初期,美國猜測希特勒德國在研製核武器,決定趕在德國之前研製出核武器,為此投入了巨大的人力物力,開展了空前規模的研究工作。1942年6月,當科學研究確定有可能造出用于戰爭的核武器時,開始了可望實現生產過程的初步工程的建設。為了保密,整個工程系統被稱為"曼哈頓工程區",科研和建設以非常的戰時速度進行。1945年8月,美國在日本廣島投下了第一顆核子彈。

核工業核工業

第二次世界大戰後,特別是在1949年蘇聯第一次核子彈試驗成功,美國核壟斷被打破後,美國決定擴大易裂變物質的生產,在1951~1956年間,擴建了和新增了三座氣體擴散廠。與此同時,也擴大了鈈的生產。戰後,美國也致力于艦船用和民用核動力裝置的研究。為發展熱中子動力堆,經過各種堆型的試驗研究,決定主要發展輕水動力堆,包括船用動力堆和核電站用動力堆。到1982年擁有核動力船艦約128艘。到1985年,擁有核電站93座。

蘇聯于1943年決定研製原子武器。1946年鏈式反應試驗成功之後,著手建立核工業。1948年第一座生產鈈-239的反應堆投入運行,1952年第一座氣體擴散工廠投產。從40年代後期至50年代初,建立了易裂變物質生產工業。在核動力方面,蘇聯主要採用石墨水堆和壓水堆兩種堆型。至1982年,擁有核動力船艦約173艘。到1985年,擁有核電站51座。

英國于第二次世界大戰後建立了自己的核工業。法國于50年代建設了鈈的生產工業,60~70年代初,建設了大規模的鈾同位素分離工廠。聯邦德國和日本引進美國的核電技術,于60年代建設了一批核電站,掌握了核電站設備製造和工程建設技術,建立了核燃料元件製造工業。加拿大有自己的核燃料工業和重水反應堆核電站。印度也建設了較小規模的核燃料生產企業和核電站。一些開發中國家和地區,也引進或以引進為主建設了核電站,有的也在積極發展自己的核工業。

現狀

在經歷了日本福島核事故沉重打擊後核電正在逐步走上復甦之路。並且,越來越嚴重的能源、環境危機,促使核電作為清潔能源的優勢又重新顯現,核能在世界未來的低碳能源中將繼續扮演重要角色。同時經過多年的技術發展,核電的安全可靠性進一步提高,美國、歐洲、日本開發的先進輕水堆核電站,即"第三代"核電站取得重大進展,有的已投入商運或即將立項。核電作為安全可靠、技術成熟的清潔能源,並且,核電作為當前唯一可大規模替代化石燃料的清潔能源,越來越受到世界各國的重視。

目前世界上已有30多個國家或地區建有核電站。根據國際原子能機構(IAEA)統計,截至2012年12月底,共有437台核電機組在運行,總裝機容量約3.7億千瓦。核電站主要分布在北美的美國、加拿大;歐洲的法國、英國、俄羅斯、德國和東亞的日本、韓國等一些工業化國家。其中美國有104台、法國58台、日本50台、俄羅斯33台、韓國23台、印度20台、加拿大19台等等。目前核電約佔全球總發電量的15%,根據IAEA發布的2011年度全球核發電比例的統計資料,其中法國高達77.7%,韓國為34.6%,日本為18.1%,美國為19.2%。全球在建核電機組68台,裝機容量約為7069萬千瓦,其中超過70%的在建核電機組集中在亞洲的中國、印度和歐洲的俄羅斯等國家。

出于對環保、生態和世界能源供應等的考慮,核電作為一種安全、清潔、低碳、可靠的能源,近年來已被越來越多的國家所接受和採用,在全球部分地區掀起了核電建設熱潮。如今,越來越多的國家正在考慮或啓動建造核電站的計畫,已有60多個國家正在考慮採用核能發電。到2030年前,估計將有10-25個國家加入核電俱樂部,將新增核電機組。據國際原子能機構預測,到2030年全球的核電裝機容量增加至少40%。

作用

①核工業能利用核能使之轉變為電能、熱能和機械動力,與有機燃料相比,核燃料具有異常高的熱值,單位質量核燃料產生的熱量為有機燃料的2.8兆倍。用它作為能源,成品燃料的儲存和運輸費用很少,因而在選擇核電站廠址時不受燃料開採和加工地區的限製,適合于在缺乏有機燃料和水力資源的地區提供能源,也可作為持久航行的遠洋船艦的動力。核電站在正常運行情況下釋放的有害物質比火電站的少得多,有利于環境保護,是一種清潔的能源。核電技術已經成熟,在一些國家,核電已能在經濟上同火電相競爭。由于煤炭和石油儲量有限,能供開採利用的時間也是有限的,而利用水力發電,又受水利資源地域上的限製,因此,利用核能發電,已被公認為一種替代能源。到1985年底,在全世界26個國家和地區有374座核電站在運行,總裝機容量為249754MW(兆瓦),約佔世界電站總裝機容量的15%左右。大力發展核能已成為世界能源發展的總趨勢。但迄今廣泛發展的熱中子反應堆核電站,僅利用天然鈾中含量約0.7%的鈾-235。為滿足今後較長時間的能源需求,必須發展快中子堆核電站。在這種反應堆中,能以工業規模將鈾-238轉換為人工的易裂變核素鈈-239,使鈾資源的利用提高約60倍。法國和蘇聯已成功地建造和運行了快中子反應堆核電站。預計到21世紀初,這種堆型將進入商用階段。快中子反應堆核電站及其燃料迴圈系統將是核工業的重要組成部分。遠期則是發展利用氘氚核聚變產生能量的核聚變堆。

②向國民經濟各部門提供多種放射性同位素產品、同位素儀器儀表以及輻射技術等核技術,在輻射加工、食品保鮮、輻射育種、滅菌消毒、醫療診斷、示蹤探測、分析測量和科技生產等方面發揮愈來愈大的作用。放射性同位素和核技術套用的投資少、見效快、收益大、能耗低、公害小,經濟效益和社會效益顯著。在國際上已迅速發展成為新興的工業,廣泛用于國民經濟工、農、醫、科技等各個領域。

③核工業的發展需要冶金、化工、機械製造、電子等工業的支持,從而也促進了它們的發展。核工業所要求的耐輻射、耐高溫、抗腐蝕、超導體材料將開闢新材料的發展途徑。核技術中的活化分析、示蹤技術,提供了其他方法所不能解決的研究、分析手段。核工業的發展還促進許多新的科學領域,如輻射化學、放射化學、輻射劑量學、核醫學、核電子學等的發展。核工業與國民經濟各部門密切相關、相互促進。

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