核能的和平利用

1、核能的和平利用,核反應(yīng)堆工程071班20074160122黃佩,背景,20世紀(jì)是人類(lèi)文明迅猛發(fā)展的重要 階段，但這種發(fā)展主要依賴無(wú)節(jié)制地開(kāi)發(fā)利用煤、石油、天然氣等化石燃料的自然資源。而這些有限的、不能再生的自然資源無(wú)法長(zhǎng)期滿足日益增長(zhǎng)的世界能源需求。,隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源生產(chǎn)與消費(fèi)之間、能源與環(huán)境之間的矛盾越來(lái)越大，有限的能源儲(chǔ)量已無(wú)法滿足人類(lèi)日益增漲的需求，能源形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻。為了應(yīng)對(duì)能源供應(yīng)緊張和能源消耗過(guò)程中帶來(lái)

2、的生態(tài)環(huán)境惡化等情況，應(yīng)充分利用現(xiàn)有傳統(tǒng)能源、研究節(jié)能新技術(shù)、積極開(kāi)發(fā)新能源，開(kāi)展能源與環(huán)境的關(guān)系研究。 新能源是相對(duì)于傳統(tǒng)能源而言的，通常是指核能（裂變能和聚變能）、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、潮汐能、生物質(zhì)能、海水溫差發(fā)電等。此外，對(duì)于能提高能源利用效率和改變其使用方式的技術(shù)如磁流體發(fā)電、煤的汽化和液化等，則是新的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，也屬于新的能源技術(shù)范疇。當(dāng)今，石油價(jià)格的上漲和科技的進(jìn)步，促進(jìn)了新能源的開(kāi)發(fā)和利用。,目前，只有核能才是一種可

3、以大規(guī)模使用且安全經(jīng)濟(jì)的能源。核能主要有兩種，即核裂變能和核聚變能。它們的可利用資源非常豐富，其中可開(kāi)發(fā)的核裂變?nèi)剂腺Y源（含釷）可使用上千年，核聚變資源可使用幾億年。裂變核能至今已有了很大發(fā)展。,第一節(jié) 核能的來(lái)源及核能發(fā)電的特點(diǎn),根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能關(guān)系式E＝mc2，核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量的減少，必然伴隨著能量的放出，即△E=△mc2。這種由若干質(zhì)子、中子等結(jié)合成原子核的時(shí)候放出的能量，叫做原子核的結(jié)合能，即核能。,一般化學(xué)反應(yīng)僅是原

4、子與原子之間結(jié)合關(guān)系的變化，原子核結(jié)構(gòu)并不發(fā)生改變。由于核子間的結(jié)合力比原子間結(jié)合力大得多，所以核反應(yīng)的能量變化比化學(xué)反應(yīng)要大幾百倍。 4g氫完全燃燒時(shí)放出的熱量大約可以把1kg水燒開(kāi)，而在合成4g氦原子的核反應(yīng)中，放出的熱量可以把5.0×103t水燒開(kāi)，兩者釋放出的熱相差達(dá)到五百萬(wàn)倍；再如1kg235U裂變時(shí)可放出相當(dāng)于2.7×103t標(biāo)準(zhǔn)煤的能量；1kg氚發(fā)生聚變反應(yīng)所放出的能量更大，相當(dāng)1.1×10

5、4t標(biāo)準(zhǔn)煤或8.6×103t汽油燃燒后的熱量。,核能包括核裂變能、核聚變能、核素衰變能等。其中主要的核能形式為核裂變能和核聚變能。核裂變能是重元素（鈾或釷等）在中子的轟擊下，原子核發(fā)生裂變反應(yīng)時(shí)放出的能量；核聚變能是輕元素（氘和氚）的原子核發(fā)生聚變反應(yīng)時(shí)放出的能量。 下面主要介紹這兩種核能形式的產(chǎn)生。,一、核裂變能,某些重核原子如235U等，在熱中子的轟擊下，原子核發(fā)生裂變反應(yīng)，產(chǎn)生質(zhì)量相差不多的兩種核素

6、和幾個(gè)中子，并釋放出大量的能量。,,據(jù)測(cè)算，1kg235U全部裂變后釋放出的能量，相當(dāng)于2.7×103t標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出的化學(xué)能。在不加控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中，從一個(gè)原子核開(kāi)始裂變放出中子，到該中子引發(fā)下一代原子核的裂變，只需一納秒（10-9s）時(shí)間。在非常短的時(shí)間以及有限空間內(nèi)，核裂變所放出巨大的能量必然會(huì)引起劇烈地爆炸。原子彈就是根據(jù)這種不加控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的原理制成的。通過(guò)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的控制，使核裂變能緩緩地釋放出來(lái)，可用于直接供

7、熱或發(fā)電等。核裂變電站就是利用可控核裂變來(lái)發(fā)電的。,產(chǎn)生核裂變能所使用的核材料主要是235U、239Pu。235U在天然鈾中的豐度只有0.7％左右。232Th、238U等盡管在自然界中豐度高、貯量大，并不能直接用于核裂變能的生產(chǎn)，但這些易增殖材料可以在快中子作用下通過(guò)核反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)?33U、239Pu等易裂變的優(yōu)質(zhì)核燃料，從而大大提高資源的利用率。僅就現(xiàn)在已經(jīng)探明的鈾貯量也足以用到核聚變能和太陽(yáng)能取代核裂變能的時(shí)代。,二、核聚變能,聚變反

8、應(yīng)有很多種，較易實(shí)現(xiàn)的有以下幾種,,,核聚變是由兩個(gè)或多個(gè)輕元素的原子核，如氫的同位素氘（D）或氚（T）的原子核，聚合成一個(gè)較重的原子核的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，由于某些輕元素如氘在聚變時(shí)質(zhì)量虧損較核裂變反應(yīng)時(shí)大，根據(jù)E=mc2，核聚變反應(yīng)將會(huì)放出更多的能量。,如原子彈一樣，如果對(duì)聚變反應(yīng)不加以控制，氫的同位素氘（D）、氚（T）發(fā)生核聚變反應(yīng)時(shí)瞬間釋放出大量的熱，從而產(chǎn)生爆炸。氫彈就是利用這個(gè)原理來(lái)制造的。氫彈的爆炸是一種不可控制的釋能過(guò)程

9、，整個(gè)過(guò)程持續(xù)時(shí)間非常短，僅為百萬(wàn)分之幾秒。而作為一種能源，人們期望聚變反應(yīng)能在人工控制下緩慢、持續(xù)地發(fā)生，并把所釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能輸出。這種人工控制下發(fā)生的核聚變過(guò)程被稱為受控核聚變。由于氘、氚聚變時(shí)釋放的能量巨大、聚變反應(yīng)產(chǎn)物放射性污染小、聚變堆安全性好，以及氘的來(lái)源豐富等特點(diǎn)，氫材料是一種非常理想的核聚變材料。,三、核能發(fā)電的特點(diǎn),核能發(fā)電是目前世界上和平利用核能最重要的途徑。無(wú)論從經(jīng)濟(jì)還是從環(huán)保角度而言，核能發(fā)電都具有許多明

10、顯的優(yōu)勢(shì)。,1.核電是清潔能源，有利于保護(hù)環(huán)境,產(chǎn)生核能所需的鈾、釷及氘、氚等資源在地球上的儲(chǔ)量十分豐富。地球上已探明的核裂變?nèi)剂希粹櫟V和釷礦資源，按其所含能量計(jì)算，相當(dāng)于有機(jī)燃料的20倍。自然界中每噸海水或河水中均含有30g氘，據(jù)估計(jì)全球的海水中大約含有2.34×1013t氘，可大量提取。此外，這些核資源每單位資源產(chǎn)生的能量巨大。如1t金屬鈾裂變所產(chǎn)生的能量相當(dāng)于2.7×106t標(biāo)準(zhǔn)煤所產(chǎn)生的能量；1t氘聚變產(chǎn)生

11、的能量相當(dāng)于1.1×107t標(biāo)準(zhǔn)煤。1t海水就可以頂替33t標(biāo)準(zhǔn)煤。因此，核能的利用空間非常大，特別是在核聚變電站建成后，由于地球上存在著大量可以利用的氘等聚變資源，人類(lèi)將不再為能源問(wèn)題所困擾。,2.核電是清潔能源，有利于保護(hù)環(huán)境,石油、煤等有機(jī)燃料燃燒后向外部環(huán)境釋放大量煤渣、煙塵和硫、氮、碳等氧化物，以及汞、鎘、三四苯并芘等致癌物質(zhì)，這些物質(zhì)不僅直接危害人體健康和農(nóng)作物生長(zhǎng)，還導(dǎo)致酸雨和“溫室效應(yīng)”，對(duì)全球生態(tài)平衡破壞較大

12、。由于核裂變電站是嚴(yán)格按照國(guó)際上公認(rèn)的安全和衛(wèi)生規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)的，并且對(duì)放射性廢物按照盡力回收儲(chǔ)存、不往環(huán)境排放的原則進(jìn)行嚴(yán)格的回收處理。因此，核電站向環(huán)境排放的只是極少量經(jīng)處理、符合相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)的殘余尾氣和廢水。核電站數(shù)十年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，每發(fā)1.0×1011kW·h（相當(dāng)于3.6×1014J）電，核電產(chǎn)生的放射性排放總劑量平均為1.2Sv，而燒煤電站的灰渣中放射性物質(zhì)總劑量則為3.5Sv?？梢?jiàn)即使僅從放射

13、性排放角度看，核裂變電也比火電小。核聚變電站則幾乎不產(chǎn)生放射性廢物。,3.從性價(jià)比上來(lái)講，核電要優(yōu)于火電,火力發(fā)電的成本主要包括發(fā)電廠的建造折舊費(fèi)，石油、煤等有機(jī)燃料費(fèi)?；痣姀S的燃料費(fèi)占發(fā)電成本的40%～60%。由于核裂變電廠特別考究安全和質(zhì)量，所以它的建造費(fèi)一般比火電廠高出30%～50%，但它的燃料費(fèi)只占發(fā)電成本的20%～30%，比火力發(fā)電低。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，核裂變電的成本跟煤電比較，假如核電成本為1，則火電成本高達(dá)1.5～1.7。國(guó)

14、外經(jīng)驗(yàn)證明，總體上來(lái)算，核裂變電廠的發(fā)電成本要比火電廠低15%～50%。由于煤和石油都是化學(xué)工業(yè)和紡織工業(yè)的寶貴原料，可用來(lái)制造各種成纖維、合成橡膠、合成肥料、塑料、染料、藥品等。它們?cè)诘厍蛏系奶N(yùn)藏量是有限的，作為原料，它們要比僅作為燃料的價(jià)值高得多。因此以核燃料代替煤和石油，有利于現(xiàn)有資源的合理利用。,在充分利用核能時(shí)，我們也應(yīng)該注意到核裂變電站所帶來(lái)的危害：,1）熱污染　排出的熱水會(huì)對(duì)附近的海域生態(tài)造成影響；2）核廢料處理　核廢料

15、處理一直是一個(gè)難解之題，尤其是高放廢物的處理與處置問(wèn)題；3）射線輻射　射線對(duì)生物體細(xì)胞造成傷害，便得細(xì)胞病變。,,四、核能的應(yīng)用領(lǐng)域,核技術(shù)最初被作為現(xiàn)代化武器在國(guó)防軍事領(lǐng)域所使用，如原子彈、氫彈。而后，隨著社會(huì)的發(fā)展陸續(xù)開(kāi)始在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。如利用核能直接為工廠或家庭取曖供熱、核能發(fā)電、海水淡化、氫燃料的制備、航天器用的熱電轉(zhuǎn)換型同位素空間電池（利用核素衰變熱發(fā)電）、心臟起博器或軍用微機(jī)械用同位素電池（輻射伏特效

16、應(yīng)）、食品輻照、食品和器具的消毒等。在后續(xù)幾節(jié)中將針對(duì)核能的和平利用進(jìn)行介紹，重要介紹核裂變能發(fā)電、核聚變能發(fā)電。,第二節(jié) 核裂變發(fā)電,核裂變發(fā)電，其核心是核反應(yīng)堆，它是一個(gè)能維持和控制核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而實(shí)現(xiàn)核能－熱能轉(zhuǎn)換的裝置。1942年，美國(guó)芝加哥大學(xué)建成了世界上第一座自持的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置，從此開(kāi)辟了核能利用的新紀(jì)元。,一.核電站工作原理,核電站是利用核裂變反應(yīng)釋放出的能量來(lái)發(fā)電的工廠。它是通過(guò)冷卻劑流過(guò)核燃料元件表面，把裂變

17、產(chǎn)生地?zé)崃繋С鰜?lái)，再產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。,二.核反應(yīng)堆組成,核應(yīng)堆由堆芯、冷卻系統(tǒng)、中子慢化系統(tǒng)、中子反射層、控制與保護(hù)系統(tǒng)、屏蔽系統(tǒng)、輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成。,①堆芯中的燃料 反應(yīng)堆的燃料是可裂變或可增殖材料。自然界天然存在的易于裂變的材料只有235U，它在天然鈾中的含量?jī)H有0.711%。另外，還有兩種利用反應(yīng)堆或加速器生產(chǎn)出來(lái)的裂變材料233U和239Pu。 將這些裂變材料制成金屬、合金、氧化物、碳化物以及混合燃料等形式作

18、為反應(yīng)堆的燃料。,②燃料包殼 由于裂變材料在堆內(nèi)輻照時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量裂變產(chǎn)物、特別是裂變氣體，為了防止裂變產(chǎn)物逸出，需要將核燃料裝在一個(gè)封密的包殼中。包殼材料多采用鋁、鋯合金和不銹鋼等。,③控制與保護(hù)系統(tǒng)中的控制棒和安全棒 為了控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速率在一個(gè)預(yù)定的水平上，需用吸收中子的材料做成吸收棒，稱之為控制棒和安全棒?？刂瓢粲脕?lái)補(bǔ)償燃料消耗和調(diào)節(jié)反應(yīng)速率；安全棒用來(lái)快速停止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。吸收體材料一般是鉿、硼、碳化硼、鎘、銀銦鎘等。,④冷卻系

19、統(tǒng)　由于核裂變時(shí)產(chǎn)生大量的熱，為了維持堆運(yùn)行的安全，需要將核裂變反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的熱導(dǎo)出來(lái)，因此反應(yīng)堆必須有冷卻系統(tǒng)。常用的冷卻劑有輕水、重水、氦和液態(tài)金屬鈉等。,⑤中子慢化系統(tǒng)　由于慢速中子更易引起235U裂變，而核裂變產(chǎn)生的中子則是快速中子，所以有些反應(yīng)堆中要放入能使中子速度減慢的材料。這種材料就叫慢化劑。常用的慢化劑有水、重水、石墨等。,⑥中子反射層 反射層設(shè)在活性區(qū)四周，它可以是重水、輕水、鈹、石墨或其它材料。它能把活性區(qū)內(nèi)逃出的中

20、子反射回去，減少中子的泄漏量。,⑦屏蔽系統(tǒng) 屏蔽系統(tǒng)設(shè)備在在反應(yīng)堆周?chē)?，以減弱中子及γ劑量,⑧輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 該系統(tǒng)能監(jiān)測(cè)并及早發(fā)現(xiàn)核反應(yīng)堆放射性泄漏情況。,三.核裂變反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)形式和分類(lèi),反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)形式千姿百態(tài)，根據(jù)燃料形式、冷卻劑種類(lèi)、中子能量分布形式、特殊的設(shè)計(jì)需要等因素可建造成各類(lèi)型結(jié)構(gòu)形式的反應(yīng)堆。目前世界上有大小反應(yīng)堆上千座，其分類(lèi)也是多種多樣。通常按能譜、冷卻劑類(lèi)型及用途對(duì)反應(yīng)堆進(jìn)行分類(lèi)。,裂變堆型堆型分類(lèi)（按能譜及

21、冷卻劑分類(lèi)）,下面簡(jiǎn)單介紹按反應(yīng)堆用途分類(lèi)的反應(yīng)堆類(lèi)型:,1）研究實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆 研究型實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆是指用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的反應(yīng)堆，但不包括為研究發(fā)展特定堆型而建造的、本身就是研究對(duì)象的反應(yīng)堆，如原型堆，零功率堆，各種模式堆等。研究型實(shí)驗(yàn)堆的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，包括堆物理、堆工程、生物、化學(xué)、物理、醫(yī)學(xué)等，并可用于生產(chǎn)各種放射性核素和反應(yīng)堆工程人員培訓(xùn)。研究實(shí)驗(yàn)堆種類(lèi)很多，它包括游泳池式研究實(shí)驗(yàn)堆、罐式研究實(shí)驗(yàn)堆、重水研究實(shí)驗(yàn)堆、均勻型研究實(shí)驗(yàn)堆、

22、快中子實(shí)驗(yàn)堆等。,,游泳池式研究實(shí)驗(yàn)堆：在這種堆中水既作為慢化劑、反射層和冷卻劑，又起主要屏蔽作用。因水池常做成游泳池狀而得其名。 罐式研究實(shí)驗(yàn)堆：由于較高的工作溫度和較大的冷卻劑流量只有在加壓系統(tǒng)中才能實(shí)現(xiàn)，因此，必須采取加壓罐式結(jié)構(gòu)。重水研究實(shí)驗(yàn)堆：重水的中子吸收截面小，允許采用天然鈾燃料，它的特點(diǎn)是臨界質(zhì)量較大，中子通量密度較低。如果要減小臨界質(zhì)量和獲得高中子通量密度，就用濃縮鈾來(lái)代替天然鈾。,2）生產(chǎn)堆 生產(chǎn)堆主要用于生產(chǎn)

23、易裂變材料或其它材料，或用來(lái)進(jìn)行工業(yè)規(guī)模的輻照。生產(chǎn)堆包括產(chǎn)钚堆、產(chǎn)氚堆和產(chǎn)钚產(chǎn)氚兩用堆、同位素生產(chǎn)堆及大規(guī)模輻照堆。如果不是特別指明，通常所說(shuō)的生產(chǎn)堆是指產(chǎn)钚堆。 該堆結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)堆中的燃料元件既是燃料又是生產(chǎn)239Pu的原料。中子來(lái)源于用天然鈾制作的元件中的235U。235U裂變中子產(chǎn)額為2～3個(gè)。除維持裂變反應(yīng)所需的中子外，余下的中子被238U吸收，即可轉(zhuǎn)換成239Pu，平均“燒掉”一個(gè)235U原子可獲得0.8個(gè)钚原子。也可以用

24、生產(chǎn)堆生產(chǎn)熱核燃料氚。,3）動(dòng)力反應(yīng)堆世界上動(dòng)力反應(yīng)堆可分為潛艇動(dòng)力堆和商用發(fā)電反應(yīng)堆。核潛艇通常用壓水堆做為其動(dòng)力裝置。商用核電站用的反應(yīng)堆主要有壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨氣冷堆和快堆等。,壓水堆：它采用低豐度（235U豐度約為3%）的二氧化鈾作燃料，以高壓水作慢化劑和冷卻劑，是目前世界上最為成熟的堆型。沸水堆：采用低豐度（235U豐度約為3%）的二氧化鈾作燃料，沸騰水作慢化劑和冷卻劑。重水堆：以重水作慢化劑，重水（或沸騰輕水

25、）作冷卻劑，可用天然鈾作為燃料。加拿大開(kāi)發(fā)的坎杜堆達(dá)重水堆處于國(guó)際領(lǐng)先地位，目前也只有該堆型達(dá)到了商用水平。石墨氣冷堆：以石墨作慢化劑，二氧化碳作冷卻劑，用天然鈾燃料。最高運(yùn)行溫度為360℃，這種堆已積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，到90年代初期已運(yùn)行了650個(gè)堆年?？熘凶佣眩翰捎妙谢蚋邼忖欁魅剂希话阌靡簯B(tài)堿金屬如液態(tài)金屬鈉或氣體作冷卻劑。不用慢化劑。根據(jù)冷卻劑的不同分為鈉冷快堆和氣冷快堆。,四.核能發(fā)電的發(fā)展歷史及國(guó)內(nèi)外發(fā) 展現(xiàn)狀,核能利

26、用是人類(lèi)在20世紀(jì)取得的最偉大的科技成果之一。19世紀(jì)末，英國(guó)物理學(xué)家湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子。1895年，德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線。1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射性。1898年，居里夫人發(fā)現(xiàn)新的放射性元素釙。1905年，愛(ài)因斯坦在其著名的相對(duì)論中列出了質(zhì)量和能量相互轉(zhuǎn)換的公式：E=mc2。這一公式表明，少量的質(zhì)量虧損就可轉(zhuǎn)換為十分巨大的能量，揭示了核能來(lái)源的物理規(guī)律。這些發(fā)現(xiàn)都為核能的利用奠定了重要的理論基礎(chǔ)。,1938年，德

27、國(guó)物理化學(xué)家哈恩和施特拉斯發(fā)現(xiàn)了235U的裂變現(xiàn)象：在鈾原子核發(fā)生裂變的同時(shí)，釋放出巨大的能量。這個(gè)能量來(lái)源于原子核內(nèi)部核子的結(jié)合能，它恰好相等于核裂變時(shí)的質(zhì)量虧損。這一發(fā)現(xiàn)使核能的利用從理論走向了現(xiàn)實(shí)，人類(lèi)從此揭開(kāi)了核能的秘密。正如其它各種最先進(jìn)的技術(shù)一樣，核能的利用是從制造核武器開(kāi)始的。1942年，美國(guó)著名科學(xué)家費(fèi)米領(lǐng)導(dǎo)幾十位科學(xué)家，在美國(guó)芝加哥大學(xué)建成了世界上第一座核反應(yīng)堆，首次實(shí)現(xiàn)了可控核裂變連鎖反應(yīng)，并利用其試驗(yàn)成果于194

28、5年建成投產(chǎn)了世界上第一座生產(chǎn)核武器級(jí)钚的反應(yīng)堆，標(biāo)志著人類(lèi)從此進(jìn)入了核能時(shí)代。,核能的和平利用始于20世紀(jì)50年代初期。1951年，美國(guó)利用一座生產(chǎn)钚的反應(yīng)堆的余熱試驗(yàn)發(fā)電，功率為200kW。1954年，蘇聯(lián)建成世界上第一座核電站，發(fā)電功率為5MW。之后，英國(guó)和法國(guó)相繼建成一批生產(chǎn)钚和發(fā)電兩用的氣冷堆核電站。美國(guó)利用其掌握的核潛艇技術(shù)建成了第一座壓水堆核電站，電功率90MW。那時(shí)，各有核國(guó)家在抓緊進(jìn)行核武器軍備競(jìng)賽的同時(shí)也競(jìng)相建造核電

29、站。20世紀(jì)70年代中期，西方國(guó)家進(jìn)入建造核電站的高潮。這段時(shí)期，核電站增長(zhǎng)的速度遠(yuǎn)高于火電和水電。,在20世紀(jì)80年前后相繼發(fā)生了兩起重大的核電站事故，一起是發(fā)生在1979年的美國(guó)三里島核電站事故，另一起是發(fā)生在1986年前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站事故。這是商用核電廠在32個(gè)國(guó)家中累積運(yùn)行12000堆年期間發(fā)生的僅有的兩起重大事故。切爾諾貝利核事故發(fā)生的主要原因是反應(yīng)堆沒(méi)有裝備安全殼；相比之下，安裝有安全殼的三里島核事故卻沒(méi)有對(duì)任何人造

30、成放射性傷害。這兩起核電站事故給全世界核電的發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重沖擊，特別是切爾諾貝利事故使全球核電發(fā)展形勢(shì)急轉(zhuǎn)直下。這次事故直接引發(fā)了很多國(guó)家，尤其是西歐各國(guó)的“反核”、“限核”乃至“廢核”運(yùn)動(dòng)。,如比利時(shí)、意大利、德國(guó)、荷蘭、瑞典、瑞士等受?chē)?guó)際國(guó)內(nèi)政治因素影響，明文規(guī)定限制核電發(fā)展；加拿大、捷克、芬蘭、法國(guó)、匈牙利、西班牙、英國(guó)、美國(guó)等雖然核電穩(wěn)定在一定的規(guī)模上，但增長(zhǎng)緩慢。美國(guó)甚至在三里島核電站事故后的近三十年時(shí)間里沒(méi)有新建一臺(tái)核電機(jī)組；

31、只有韓國(guó)、日本、印度等國(guó)，由于經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)導(dǎo)致能源需求增大或受到資源約束等原因，仍積極發(fā)展核電。此外，核燃料和高放廢物最終處置問(wèn)題也是當(dāng)時(shí)乃至現(xiàn)在制約核電發(fā)展的一個(gè)重要原因。20世紀(jì)八、九十年代，世界核電處于發(fā)展的低潮。,20世紀(jì)末，由于化石燃料的來(lái)源日趨緊張，其供應(yīng)和價(jià)格受?chē)?guó)際形式影響波動(dòng)較大，以及使用過(guò)程中排放的溫室氣體所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題壓力日益加劇，再加上兩次大事故后世界核電的運(yùn)行業(yè)績(jī)和技術(shù)進(jìn)步，使得世界上許多國(guó)家把發(fā)展清潔能源的注

32、意力又重新轉(zhuǎn)移到核能。世界核電正逐漸走向復(fù)蘇。,據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2002年底，全世界共有441臺(tái)核電機(jī)組在運(yùn)行，分布在31個(gè)國(guó)家或地區(qū)。2002年共生產(chǎn)電力2.574×1012kW·h，約占當(dāng)年世界總發(fā)電量的17%。,世界各國(guó)2006年核電裝機(jī)容量及發(fā)電量統(tǒng)計(jì),我國(guó)的核能事業(yè)開(kāi)始于1955年，但核能發(fā)電起步較晚，70年代開(kāi)始設(shè)計(jì)工作，1985年開(kāi)始建設(shè)我國(guó)大陸第一座核電廠（即秦山核電廠），1994

33、年投入運(yùn)行。其后，除1996年開(kāi)工建設(shè)的秦山2期核電廠是自主設(shè)計(jì)外；先后從法國(guó)引入大亞灣2×984MWe和蛉澳一期輕水核電站，從加拿大引入秦山3期2×750MWe重水核電站，從俄羅斯引進(jìn)田灣2×1060MWe核電站。目前，我國(guó)大陸已投入商業(yè)運(yùn)行的11臺(tái)核電機(jī)組，其總裝機(jī)容量約為9.0×106kW（見(jiàn)表9-2）。2007年核發(fā)電量近6.0×1010kW·h，大約占全國(guó)總發(fā)電量的1

34、.8%。,積極推進(jìn)核電建設(shè)，是我國(guó)能源建設(shè)的一項(xiàng)重要政策。為此，我國(guó)制定了《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2005～2020年）》，計(jì)劃到2020年，在目前在建和運(yùn)行核電容量1.6968×107kW的基礎(chǔ)上，新投產(chǎn)核電裝機(jī)容量約2.3×107kW，使核電運(yùn)行裝機(jī)容量爭(zhēng)取達(dá)到4.0×107kW，核電年發(fā)電量達(dá)到2.6×1011kW·h~2.8×1011kW·h。為此需要規(guī)劃并建造

35、一大批核電站。我國(guó)的核電建設(shè)項(xiàng)目設(shè)想見(jiàn)表,中國(guó)大陸已投入運(yùn)行和在建的核電廠,我國(guó)的核電建設(shè)項(xiàng)目設(shè)想,第三節(jié) 核聚變發(fā)電及核聚變堆研究進(jìn)展,盡管核裂變發(fā)電是解決目前全球能源危機(jī)的一種新的能源，并且已經(jīng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活中發(fā)揮著重要作用，但由于地球上鈾資源有限、釷資源利用技術(shù)發(fā)展不足，目前探明的鈾資源僅能維持目前已建和計(jì)劃建設(shè)的核裂變電站幾十年的全功率運(yùn)行。此外，核電站運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的大量高放廢物，這些高放廢物的處理與處置一直是困擾

36、世界的一個(gè)難題；公眾對(duì)核裂變堆的安全性、可靠性有所顧慮，對(duì)目前高放廢物處理措施一直持保留態(tài)度?；谝陨显?，核裂變能的發(fā)展受到了一定阻礙。,相比核裂變，核聚變幾乎不會(huì)帶來(lái)放射性污染等環(huán)境問(wèn)題，而且其原料可直接取自海水中的氘，來(lái)源幾乎取之不盡，是理想的能源方式。目前人類(lèi)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類(lèi)有效利用，必須能夠合理的控制核聚變的速度和規(guī)模，實(shí)現(xiàn)持續(xù)、平穩(wěn)的能量輸出?？茖W(xué)家正努力研究如何控制核聚變，而

37、目前唯一最簡(jiǎn)單可行的可控核聚變方式：是以輕原子如氘、氚為聚變反應(yīng)原料，通過(guò)高溫提高原子核的動(dòng)能，使之克服核之間的為庫(kù)侖斥力，直到原子核的融合，從而釋放出能量。核聚變堆一旦建立，將有望永久解決人類(lèi)社會(huì)能源需求問(wèn)題。目前，核聚變技術(shù)研究成為全世界研究的一個(gè)熱點(diǎn)。,一.核聚變能的優(yōu)點(diǎn),作為另一種重要的形式的核能，核聚變具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.核聚變比核裂變釋放出更多的能量。例如，235U的裂變反應(yīng)，將千分之一的物質(zhì)變成了能量；而氘的聚變反應(yīng)則將

38、近千分之四的物質(zhì)變成了能量。因此，單位質(zhì)量的氘聚變所放出的能量是單位質(zhì)量235U裂變所放出能量的4倍左右。這是聚變核能作為一種潛在的新能源的突出優(yōu)點(diǎn)之一。,2.核聚變資源充足。海水中含有2.34×1013t氘，并且氚可以通過(guò)用中子轟擊鋰核產(chǎn)生，而地球上鋰非常資源豐富。因此，如果實(shí)現(xiàn)以氘（氘/氚）為原料的受控核聚變，就會(huì)永久解決世界能源短缺的問(wèn)題；,3.核聚變能是一種非常安全的能源。核聚變堆發(fā)生的任何運(yùn)行事故都能使等離子體迅速冷

39、卻，從而使核聚變反應(yīng)在極短時(shí)間內(nèi)熄滅；同時(shí)，等離子體中的儲(chǔ)能非常低小，不會(huì)發(fā)生核裂變堆上因核裂變余熱而引起的反應(yīng)堆事故。因此，核聚變堆的安全性非常高；,4.核聚變能是相當(dāng)清潔的能源。D-D、D-T核聚變的最終聚變產(chǎn)物僅為無(wú)放射性的氦，不產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體，也不產(chǎn)生長(zhǎng)壽命放射性廢物，免去了鈾、钚回收以及高放廢物處理、處置難題。,因此， 從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，發(fā)展核聚變能，對(duì)解決全球能源緊缺、保護(hù)地球環(huán)境等至關(guān)重要。,二.實(shí)現(xiàn)核聚變的基本條件,在

40、輕元素的原子核聚變過(guò)程中，如氘－氘聚變或氘－氚聚變都是帶正電的原子核的結(jié)合反應(yīng)，由于原子核之間的庫(kù)侖斥力很大，必須有足夠大的動(dòng)能才能使它們克服庫(kù)侖斥力接近到核力能夠起作用范圍內(nèi)（<10-15m）。盡管用加速器可以將輕核加速到0.05MeV，轟擊氘靶引發(fā)核聚變，但是在100萬(wàn)個(gè)被加速的氘核中大約只發(fā)生一次聚變，聚變獲得的聚變能量遠(yuǎn)小于加速器所消耗的電能，得不償失。目前，增大核動(dòng)能的唯一可行的方法就是使參加聚變反應(yīng)的物質(zhì)具有足夠高的溫

41、度，即通常所稱的核聚變點(diǎn)火溫度。對(duì)于D-D反應(yīng)，其點(diǎn)火溫度為5×108K，D-T反應(yīng)的點(diǎn)火溫度為108K。如此高的點(diǎn)火溫度下，任何物質(zhì)都已離解成等離子體。,要實(shí)現(xiàn)自持的聚變反應(yīng)，等離子體光有足夠高的溫度還不行，還需要聚變所產(chǎn)生的能量能為次級(jí)粒子提供足夠的動(dòng)能以維持聚變反應(yīng)的進(jìn)行，即熱核反應(yīng)放出的能量至少要和加熱燃料所用的能量相當(dāng)（反應(yīng)放出能與輸入能量之比Q=1，稱為得失相當(dāng)）。要實(shí)現(xiàn)Q≥１，除了高溫外，還必須滿足下面兩個(gè)條件：

42、一個(gè)是需要適當(dāng)?shù)牡入x子體密度，一個(gè)是維持高溫和密度以足夠的時(shí)間τ。等離子體的密度越大，粒子碰撞發(fā)生核聚變反應(yīng)的機(jī)率就越大；高溫和等離子體維持時(shí)間越長(zhǎng)，聚變反應(yīng)就更充分。,三.等離子體的約束,由上面的討論可以知道，要實(shí)現(xiàn)受控核聚變并獲得能量增益，其核心問(wèn)題是產(chǎn)生一個(gè)高溫、高密度的等離子體并維持一定時(shí)間。由于聚變點(diǎn)火溫度極高（108K以上），任何物質(zhì)在此溫度下已被熔化掉了，不可能找到一個(gè)實(shí)際的固體容器來(lái)盛放這種等離子體。因此，高溫等離子體的

43、約束問(wèn)題就也就成為受控?zé)岷朔磻?yīng)所需解決的關(guān)鍵。目前，研究受控核聚變的實(shí)驗(yàn)裝置多種多樣，但是根據(jù)其實(shí)現(xiàn)約束的原理，這些裝置可以分為兩類(lèi)：磁約束和慣性約束。前者使用磁場(chǎng)約束高溫等離子體，后者則用強(qiáng)激光聚焦加熱燃料靶丸。這里只簡(jiǎn)單介紹這兩類(lèi)裝置的原理。,1.磁約束裝置,磁約束是受控核聚變研究中最早提出的一種約束方法，也是目前認(rèn)為比較有希望在近期內(nèi)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火條件的途徑。由于等離子體是由帶電的粒子組成，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)會(huì)受到磁場(chǎng)的作用力。如果把磁場(chǎng)

44、的形狀、強(qiáng)度及分布設(shè)計(jì)得合理，就有可能使帶電粒子在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。在聚變研究初期，提出了各種不同類(lèi)型的磁約束裝置如快箍縮、磁鏡、仿星器等，并進(jìn)行研究。,圖為托卡馬克裝置主要部件示意圖。,2.慣性約束裝置,慣性約束裝置是精確利用來(lái)多路激光束、相對(duì)論電子束或高能重離子束，在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)，同時(shí)射向一個(gè)微小的氘、氚燃料的靶丸，使靶丸從表面熔化、向外噴射而產(chǎn)生的向內(nèi)的聚心的反沖力，將靶丸物質(zhì)壓縮至高密度，同時(shí)將靶丸物質(zhì)加熱到核聚變所需的高溫

45、，由于粒子的慣性，這種高溫高密度狀態(tài)將維持一定的時(shí)間，可使核聚變能充分進(jìn)行，并釋放出大量的聚變能。在這種情況下，由于慣性約束時(shí)間短，可不考慮輻射能量損失。,激光聚變是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種核聚變方案，近三十年來(lái)發(fā)展迅猛，倍受人們關(guān)注。目前國(guó)際上最大的激光聚變裝置是位于美國(guó)加利福尼亞州勞倫斯一利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的國(guó)家點(diǎn)裝火裝置（National Ignition Facility，NIF）。該裝置目前還處于建設(shè)中，部分光路已投入運(yùn)

46、行。它長(zhǎng)215m，寬120m，有192束激光，每束激光發(fā)射出持續(xù)大約十億分之三秒、蘊(yùn)涵1.8×106J能量的脈沖紫外光輸出激光。該裝置除了用作核聚變的點(diǎn)火源外，還能夠模擬中子星、行星內(nèi)核、超新星和核武器中存在的巨大壓力、灼熱高溫和龐大磁場(chǎng)等宇宙中最極端情況，為人類(lèi)探索太空奧秘提供了條件。該裝置預(yù)計(jì)2009年完全建成。,四.可控核聚變發(fā)展歷史,二次大戰(zhàn)剛結(jié)束，美、蘇就率先開(kāi)始受控?zé)岷司圩兊难芯?。隨著研究的進(jìn)一步深入，在理論和技術(shù)

47、上遇到了一個(gè)個(gè)巨大的難題，迫使這些國(guó)家先后公布了自己的研究狀況，開(kāi)展了廣泛的國(guó)際合作。20世紀(jì)60年代后，英、法、德、日及中國(guó)也陸續(xù)參與了研究。在受控核聚變研究初期的研究主要集中在等離子體約束途徑的探索上，至到80年代才逐漸形成慣性約束以激光核聚變?yōu)橹鳌⒋偶s束以托卡馬克途徑成為主的研究方向。,1980年以來(lái)，國(guó)際磁約束受控核聚變研究取得了顯著進(jìn)展，一批大型和超大型托卡馬克裝置（美國(guó)的TFTR、歐共體的JET、日本的JT260U、前蘇聯(lián)的

48、T215等）相繼建成并投入運(yùn)行。到20世紀(jì)90年代中，在三大托克馬克裝置JET、JT-60、TFTR上取得重大研究成果：聚變輸出功率16.1MW、等離子體溫度達(dá)到4.4×109℃，Q值已達(dá)到1.25。,五.大型國(guó)際科技合作項(xiàng)目－ITER計(jì)劃概述,1. ITER計(jì)劃的起源及發(fā)展ITER計(jì)劃是1985年由蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人戈?duì)柊蛦谭蚝兔绹?guó)總統(tǒng)里根在日內(nèi)瓦峰會(huì)上共同倡議的。ITER計(jì)劃一出臺(tái)就受到各國(guó)政府的高度關(guān)注。最初，該計(jì)劃僅由美、

49、俄、歐、日四方參加，獨(dú)立于聯(lián)合國(guó)原子能委員會(huì)（IAEA）之外，總部分設(shè)美、日、歐三處。由于當(dāng)時(shí)的科學(xué)理論和技術(shù)條件還不夠成熟，四方于1996年提出的ITER初步設(shè)計(jì)不很合理，投資上百億美元。1998年，美國(guó)由于國(guó)內(nèi)政策的調(diào)整，以加強(qiáng)基礎(chǔ)研究為名，宣布退出ITER計(jì)劃。美國(guó)退出后，歐、日、俄三方則繼續(xù)合作，他們基于20世紀(jì)90年代核聚變研究成果及其它高新技術(shù)的發(fā)展，大幅度改造了實(shí)驗(yàn)堆的設(shè)計(jì)，并于2001年完成了ITER裝置的工程設(shè)計(jì)（ED

50、A），預(yù)計(jì)建造費(fèi)用約為50億美元，建造期8至10年，運(yùn)行期20年。,2002年，歐、日、俄三方以EDA為基礎(chǔ)開(kāi)始協(xié)商ITER計(jì)劃的國(guó)際協(xié)議，討論建立相應(yīng)國(guó)際組織，并表示歡迎中國(guó)與美國(guó)參加ITER計(jì)劃。次年1月，中國(guó)正式宣布參加協(xié)商；同月末，美國(guó)由布什總統(tǒng)宣布重新參加ITER計(jì)劃；韓國(guó)于2003年6參加ITER協(xié)商。以上六方經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)兩年的艱苦談判，于2005年6月簽訂協(xié)議，一致同意把ITER建在法國(guó)核技術(shù)研究中心卡達(dá)拉奇（Cadarach

51、e）。印度于2006年加入ITER計(jì)劃。最終，七個(gè)成員國(guó)政府于2006年11月簽訂了建設(shè)ITER的國(guó)際協(xié)議。根據(jù) ITER 計(jì)劃的最新進(jìn)展，預(yù)計(jì)將在 2016 年前建成并投入實(shí)驗(yàn)。ITER裝置的概貌和基本設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)圖9-5和表9-4所示。ITER對(duì)聚變研究具有重大的作用，它將綜合演示聚變堆的工程可行性、進(jìn)行長(zhǎng)脈沖或穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的高參數(shù)等離子體物理實(shí)驗(yàn)。各國(guó)科學(xué)家寄希望于這座核聚變堆在受控核聚變攻關(guān)中實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，證實(shí)受控核聚變能的開(kāi)發(fā)在技

52、術(shù)上和工程上的現(xiàn)實(shí)性。,2. ITER計(jì)劃的科學(xué)目標(biāo) ①通過(guò)感應(yīng)驅(qū)動(dòng)等離子體電流，獲得聚變功率50萬(wàn)千瓦、Q（輸出功率與輸入功率之比）大于10、脈沖時(shí)間500s的燃燒等離子體； ②通過(guò)非感應(yīng)驅(qū)動(dòng)等離子體電流，產(chǎn)生聚變功率大于35萬(wàn)千瓦、Q大于5、燃燒時(shí)間持續(xù)3000s的等離子體，研究燃燒等離子體的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。如果約束條件允許，將探索Q大于30的穩(wěn)態(tài)臨界點(diǎn)火的燃燒等離子體（不排除點(diǎn)火）；③同時(shí)還將驗(yàn)證受控?zé)岷司圩兡艿墓こ炭尚行裕榻?/p>

53、后如何設(shè)計(jì)和建造聚變反應(yīng)堆積累信息。,實(shí)驗(yàn)堆內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖,ITER裝置的基本參數(shù),3. ITER計(jì)劃中未來(lái)聚變能的發(fā)展設(shè)想如果ITER運(yùn)行、實(shí)驗(yàn)順利，將于2030年建設(shè)能發(fā)電近百萬(wàn)千瓦的聚變能示范電站(合作或各自安排)，并于2050年建設(shè)聚變能商用電站。根據(jù)該設(shè)想，到本世紀(jì)末，熱核聚變能有可能占到總能源的10%~20%，下世紀(jì)熱核聚變能將起重要作用。,六.我國(guó)的核聚變能研究,開(kāi)發(fā)核聚變能是我國(guó)核能發(fā)展戰(zhàn)略中重要的一環(huán)。我國(guó)從20世紀(jì)

54、60年代就開(kāi)始核聚變能研究，在克服環(huán)境及資源等不利因素影響后，建成了兩個(gè)在發(fā)展中國(guó)家中最大的、理工結(jié)合的大型現(xiàn)代化專(zhuān)業(yè)研究所，核工業(yè)西南物理研究院及中科院所屬的合肥等離子體物理研究所。還在中國(guó)科技大學(xué)、清華大學(xué)等高校中還設(shè)立了核聚變及等離子體物理專(zhuān)業(yè)或研究室，以培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)人才。,從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，集中選擇了托克馬克為主要研究途徑。先后建成并運(yùn)行了小型CT-6（北京物理所）、KT-5（中國(guó)科大）、HT-6B（ASIPP）、HL-1A（

55、SWIP）、HT-6M（ASIPP）及中型HL-1M（SWIP）。最近核工業(yè)西南物理研究院建成的HL-2A（見(jiàn)圖9-7）經(jīng)過(guò)進(jìn)一步升級(jí)，有可能進(jìn)入當(dāng)前國(guó)際上正在運(yùn)行的少數(shù)幾個(gè)大型托克馬克之列。在這些裝置的成功研制過(guò)程中，組建并鍛煉了我國(guó)的聚變工程隊(duì)伍。我國(guó)科學(xué)家在這些常規(guī)托克馬克裝置上開(kāi)展了一系列十分有意義的研究工作。,自1991年，我國(guó)開(kāi)展了超導(dǎo)托克馬克發(fā)展計(jì)劃（ASIPP），探索解決托克馬克穩(wěn)態(tài)運(yùn)行問(wèn)題。通過(guò)該計(jì)劃的成功實(shí)施，建成了

56、我國(guó)第一個(gè)超導(dǎo)托卡馬克－HT-7。其主要研究目標(biāo)是，獲得并研究長(zhǎng)脈沖或準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)高溫等離子體，并檢驗(yàn)和發(fā)展與其相關(guān)的工程技術(shù)，為未來(lái)穩(wěn)態(tài)先進(jìn)托卡馬克聚變堆提供工程技術(shù)和物理基礎(chǔ)。2006年建成了首個(gè)與ITER位形相似的大型非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置EAST。EAST雖然比國(guó)際熱核聚變?cè)囼?yàn)堆（ITER）小，但位形與之相似且更加靈活。ITER預(yù)計(jì)于2016年建成，在其建成之前EAST將是國(guó)際上極少數(shù)可開(kāi)展與ITER相關(guān)的穩(wěn)態(tài)先進(jìn)等離子

57、體科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題研究的重要實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。這些超導(dǎo)托克馬克裝置無(wú)疑使我國(guó)在技術(shù)貯備與人才培養(yǎng)方面有了極大提高，更好地為國(guó)際熱核聚變的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。,除了熱核聚變技術(shù)的研究外，“聚變-裂變混合堆項(xiàng)目”于1987年正式列入我國(guó)“863計(jì)劃”，目的為探索利用核聚變反應(yīng)的另一類(lèi)有效途徑。2000年由于諸多原因，“聚變-裂變混合堆項(xiàng)目”被中止，但核聚變堆概念設(shè)計(jì)以及堆材料和某些特殊堆材料、堆技術(shù)的研究仍在兩個(gè)專(zhuān)業(yè)研究所繼續(xù)進(jìn)行。盡管就規(guī)模和水平來(lái)說(shuō)，

58、我國(guó)核聚變能的研究和美、歐、日等發(fā)達(dá)國(guó)家還有不小的差距，但在某些方面我國(guó)的技術(shù)還是處在國(guó)際領(lǐng)先水平。,2003年1月，我國(guó)正式宣布加入ITER計(jì)劃協(xié)商，這是我國(guó)的核聚變能研究的一個(gè)重大轉(zhuǎn)機(jī)。ITER本身就是當(dāng)代各類(lèi)高、新技術(shù)的綜合。通過(guò)參加ITER計(jì)劃，可以掌握關(guān)鍵技術(shù)并培養(yǎng)一大批聚變工程和科研人才，有利于迅速提高我國(guó)核聚變能研究整體水平，推動(dòng)我國(guó)高新技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也為我國(guó)自主開(kāi)發(fā)開(kāi)展核聚變示范電站的研發(fā)準(zhǔn)備技術(shù)基礎(chǔ)。,西南物理