核能的含义是什么以及用途
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核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染,下面我们一起来看看核能的含义是什么以及用途 。
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核能的意义和用途是什么
核能是可持续发展的能源
据估计,世界核裂变的主要燃料铀和钍的储量分别约为490万吨和275万吨 。这些裂变燃料可以用在聚变能时代 。轻核聚变的燃料是氘和锂 。1升海水可以提取30 mg氘,在聚变反应中可以产生相当于300升汽油的能量,即“1升海水等于300升汽油” 。地球上的海水中有40多万亿吨氘,足够人类使用数十亿年 。地球上有2000多亿吨锂,锂可以用来制造氚,足够人类在聚变能时代使用 。而且以目前的世界能源消耗水平来看,地球上可用于核聚变的氘氚量,人类可以使用几千亿年 。因此,相关能源专家认为,如果核聚变技术得到解决,那么人类将能够从根本上解决能源问题 。
1.核工业的主要业务范围
核工业的主要业务范围包括:铀勘探、铀矿开采和铀提取、燃料元件制造、铀同位素分离、反应堆发电、乏燃料后处理、同位素应用、与核工业相关的建筑安装、仪器仪表、设备制造和加工、安全保护和环境保护 。
2.核燃料循环及其组成
核燃料循环是指获取、使用、处理和回收核燃料的全过程 。它是核工业体系的重要组成部分 。核燃料循环通常分为前端和后端两部分 。前端包括铀矿勘探、铀矿开采、矿石加工(包括选矿、浸出、提取和沉淀)、提炼、转化、浓缩、组件制造等 。后端包括对反应堆辐照过的乏燃料元件进行铀钚分离的后处理,以及放射性废物的处理、储存和处置 。
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3 。铀矿地质勘探
铀是核工业中最基本的原材料 。铀地质勘探的目的是查明和研究铀矿形成的地质条件,总结铀矿在时间和空间上的分布规律,并以此规律指导普查和勘探,查明地下铀资源 。普查和勘探的程序包括区域地质调查、普查和详查、揭露和评价、勘探等 。同时要求工作人员进行地形测量、地质填图、原始数据编目等一系列基础地质工作 。
分散在地壳中的铀在各种地质作用下不断富集,最终形成铀矿床 。了解铀矿床的形成过程对铀矿找矿具有重要的指导意义 。并非所有铀矿都具有开采和工业利用价值 。据统计,在已发现的170多种铀矿床和含铀物质中,实际开采价值仅为14 ~ 18% 。影响铀矿产业的两个主要因素是矿石品位和矿床储量 。此外,评价因素还包括矿石的技术加工性能、矿床的开采条件、有用元素综合利用的可能性和运输条件等 。
4.铀矿开采
铀生产的第一步是铀矿开采 。它的任务是从地下矿床中开采工业级铀矿石,或通过化学浸铀生产液态铀化合物 。由于铀矿石具有放射性,其开采方法比较特殊 。常用的主要有三种:露天开采、地下开采和原地浸出 。浅埋矿体一般采用露天开采,采用剥离表土、覆盖岩石露出矿石的方法,然后进行开采 。深埋矿体一般采用地下开采,该方法工艺流程复杂 。与上述两种方法相比,地浸采铀具有生产成本低、劳动强度小的优点,但其应用有一定的局限性,仅适用于具有一定地质和水文地质条件的矿床 。该方法是通过地表钻孔向矿带注入化学试剂,选择性溶解矿石中有用的成分铀,并从地表提取浸出液,而不会导致矿石在围岩周围发生位移 。
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核能发电机
5.铀矿加工
铀矿石加工的目的是用工业级或放射性选矿对开采的矿石进行加工和富集,使其成为高铀含量的中间产品,俗称铀化学精矿 。铀化学浓缩物被提炼并进一步加工成易于氢氟化的氧化铀,作为下一步的原料 。
铀矿石加工的主要步骤包括:矿石分级、磨矿、矿石浸出、母液分离、溶液净化和沉淀 。
为了便于浸出,矿石开采后,必须进行破碎和研磨,以充分暴露铀矿石 。然后矿石中有价值的成分通过某种化学试剂(即浸出剂)或其他手段通过一定的过程被选择性地溶解 。浸出方法有两种:酸法和碱法 。由于浸出液中铀含量低,杂质种类多,含量高,必须去除杂质,以保证铀的纯度 。要实现这一过程,可以选择以下两种方法:离子交换法(也称吸附法)和溶剂萃取法 。水冶生产的最后一道工序是将沉淀物洗涤、过滤和干燥,然后得到铀化学浓缩物,也称为黄饼,它是水冶的产品 。
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