歷 史
△ 鈾由德國(guó)化學(xué)家克拉普羅特從瀝青鈾礦中分離出，就用1781年新發(fā)現(xiàn)的一個(gè)行星——天王星命名它為uranium，元素符號(hào)定為U。
△ 歐洲發(fā)現(xiàn)第一個(gè)鈾礦是在捷克埃爾茨山地區(qū)的約阿希姆斯塔爾。該礦曾作為鉛、銀和其他金屬的
資源被開發(fā)。開采后的礦石殘?jiān)泻袨r青鈾礦。1898年居里夫妻從礦石殘?jiān)械谝淮畏蛛x出鐳。從1906年起該礦就進(jìn)行了鐳的生產(chǎn)。
△ 第一個(gè)成功的核裂變實(shí)驗(yàn)裝置在1938年的柏林被德國(guó)科學(xué)家奧托·哈恩(Otto Hahn，1879—1968)、莉澤·邁特納(Lise Meitner，1878-1968年)和弗瑞茲·斯特拉斯曼(Fritz Strassman-)制成。
△ 在第二次世界大戰(zhàn)中，一些國(guó)家致力于研究核能的利用，它們首先研究的是核反應(yīng)堆。1942年12月2日，恩里科·費(fèi)米在芝加哥大學(xué)建成了第一個(gè)完全自主的鏈?zhǔn)胶朔磻?yīng)堆，在他的研究基礎(chǔ)上建立的反應(yīng)堆被用來制造轟炸了長(zhǎng)崎的原子彈“胖子”中的钚。在這個(gè)時(shí)候，一些國(guó)家也在研究核能，它們的研究重點(diǎn)是核武器，但同時(shí)也進(jìn)行民用核能的研究。
△ 1951年12月20日人類首次用核反應(yīng)堆產(chǎn)生出了電能，這個(gè)核反應(yīng)堆位于愛達(dá)荷州Arco的EBR-I試驗(yàn)增殖反應(yīng)堆，它最初向外輸出的功率為100kW。
△ 1953年12月，美國(guó)總統(tǒng)德懷特·艾森豪威爾發(fā)表的名為“和平需要原子”的演說，這使美國(guó)政府開始資助一系列國(guó)際間的核能研究。
△ 1954年建造完成的鸚鵡螺號(hào)核動(dòng)力潛艇是世界上第一艘核動(dòng)力船。
△ 1954年6月27日，蘇聯(lián)奧布寧斯克核電站成為世界上第一個(gè)向電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電的核電站。該反應(yīng)堆使用了石墨來控制核反應(yīng)并用水來冷卻，功率為5MW。
△ 世界上第一個(gè)投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的核電站是英格蘭設(shè)菲爾德的卡德霍爾核電站，它于1956年開始運(yùn)行。它有一個(gè)Magnox型石墨氣冷反應(yīng)堆，最初的輸出功率為50 MW，后來提高到了200 MW。
△ 美國(guó)海軍為海狼核潛艇(SSN-575)研制的鈉冷堆(Submarine Intermediate Reactor, SIR)的原型堆于1955年7月18日并網(wǎng)發(fā)電。
△ 賓夕法尼亞州碼頭市的“碼頭市核電站”壓水型反應(yīng)堆1957年12月18日并網(wǎng)發(fā)電，是美國(guó)第一個(gè)投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的非軍用反應(yīng)堆。
△ 09I型核潛艇(北約代號(hào):“漢級(jí)”，英文：Han-class)是中華人民共和國(guó)研制的第一種核潛艇，1970年起陸續(xù)建成服役，共建造5艘，部署在中國(guó)人民解放軍海軍北海艦隊(duì)。目前該型艇仍有三艘在役。動(dòng)力系統(tǒng)為90MW壓水反應(yīng)堆1座、蒸汽輪機(jī)2座(12000馬力)。
鈾含量
△ 鈾在土壤、巖石及河流、海洋都可發(fā)現(xiàn);甚至在人體和食品中都有痕跡量存在。但是濃縮的鈾礦卻只在很少的地方發(fā)現(xiàn)，加拿大天然鈾濃度最高，高達(dá)200 000 ppmU(20%U)，屬于最高品質(zhì)鈾礦。
鈾資源
△ 鈾儲(chǔ)量(Recoverable Resources)最多的國(guó)家是澳大利亞，擁有1 818 300公噸U，占全球總儲(chǔ)量6 142 600公噸U的30%。
△ 鈾儲(chǔ)量居第二位的國(guó)家是哈薩克斯坦，擁有842 200公噸U，占全球總儲(chǔ)量6 142 600公噸U的14%。
鈾 礦
△ 麥克阿瑟河鈾礦(McArthur River Uranium Mine)雄居世界上最大的高品位鈾沉積，位于加拿大北部薩斯喀徹溫省,1988年發(fā)現(xiàn)。2000年11月投產(chǎn)。2009年底估算，鈾礦可采和概算儲(chǔ)量為778500公噸，平均品位19.53% U3O8。年產(chǎn)鈾礦石212285噸(稀釋噸位)，鈾產(chǎn)品8491噸。采取地下開采法。2016年產(chǎn)6945噸鈾，占全球總量的11%。
△ 2018年世界十大鈾礦之首是加拿大雪茄湖(Cigar Lake)，屬于Cameco/Orano所有，采用地下開采方式，開采6924噸U居世界總產(chǎn)量的13%。
△ 2018年世界十大鈾礦之第二位是澳大利亞奧林匹克大壩(Olympic Dam)，屬于BHP Billiton所有，采用地下開采方式，開采3159噸U，居世界總產(chǎn)量的6%。
△ 鈾礦開采主要露天開采和地下坑道開采，2018年占55%。生產(chǎn)第二大國(guó)—加拿大幾乎都用地下開采法提取鈾。
△ 原地溶浸取鈾法(In situ leach，ISL)應(yīng)用幾乎只在鈾儲(chǔ)量大國(guó)—哈薩克斯坦應(yīng)用，7個(gè)礦區(qū)如托庫(kù)杜-梅古杜克(Tortkuduk & Myunkun)、因凱(Inkai)、布瓊諾夫斯科耶(Budenovskoye)等等。占全球份額的39%。
鈾產(chǎn)量
△ 1945-2018年加拿大鈾產(chǎn)量居世界第一，共計(jì)生產(chǎn)531608噸U，占世界總產(chǎn)量2909592噸U的18.3%。
△ 1945-2018年哈薩克斯坦/烏茲別克斯坦的鈾產(chǎn)量居世界第二，共計(jì)生產(chǎn)493164噸U，占世界總產(chǎn)量2909592噸U的16.9%。
△ 哈薩克斯坦的鈾產(chǎn)量雄霸全球。2018年產(chǎn)量高達(dá)24575噸，占全球總量的40%;其次為加拿大14039噸，占全球總量的22.5%、澳大利亞6315噸，占全球總量的10.1%;這三個(gè)國(guó)家占全球總量62366噸的72.6%。中國(guó)鈾產(chǎn)量為1616噸，占全球總量的2.6% 。
鈾生產(chǎn)公司
△ 雄居世界上最大的鈾生產(chǎn)公司是哈薩克斯坦國(guó)家核能工業(yè)公司(KazAtomProm)，2019年8月鈾產(chǎn)量為11074噸，占全球總產(chǎn)量53 498噸的21%。
△ 加拿大卡梅科公司(Cameco)是世界上第二大的鈾生產(chǎn)商，2019年生產(chǎn)8 758噸鈾，占全球總噸的16%。
△ 法國(guó)新阿?，m公司(Orano，即奧蘭諾公司)是世界上重要鈾生產(chǎn)公司，居世界第三位。2019年生產(chǎn)5809噸鈾，占全球鈾生產(chǎn)總量的11%。
核能發(fā)電
△ 美國(guó)是全球核能發(fā)電最多的國(guó)家。2018年美國(guó)核能發(fā)電808.0TWh，占全球總量2563 TWh的31.5%。
△ 法國(guó)是全球核能發(fā)電第二位國(guó)家。2018年美國(guó)核能發(fā)電395.9TWh，占全球總量2563 TWh的15.4%。
△ 中國(guó)是全球核能發(fā)電第三位國(guó)家。2018年美國(guó)核能發(fā)電277.1TWh，占全球總量2563 TWh的10.8%。
△ 2018年核能發(fā)電占全球發(fā)電總量的10.3%。由于各國(guó)人口數(shù)量不同，核能發(fā)電量在該國(guó)的發(fā)電份額中差別較大。2018年美國(guó)占19.3%、法國(guó)占71.1%，而中國(guó)最少，為4.2%。
△ 核能發(fā)電量在該國(guó)的發(fā)電份額中降低最快的國(guó)家是中國(guó)。從2008年至2018年的十年間，中國(guó)從2.2%增加到4.2%。
△ 核能發(fā)電量在該國(guó)的發(fā)電份額中降低最快的國(guó)家是德國(guó)和日本，從2008年至2018年的十年間，德國(guó)從28.3%降低到11.7%;日本福島核電站(Fukushima Nuclear Power Plant)于2011年3月12日受地震影響，放射性物質(zhì)泄漏到外部。日本核能發(fā)電量在該國(guó)的發(fā)電份額中降低最快，從24.9%跌到6.2%。
核發(fā)電公司
△ 世界上最大的核發(fā)電公司——法國(guó)電力公司集團(tuán)(Électricité de France S.A.)，在法國(guó)有20座核電站，管理和運(yùn)行58個(gè)核反應(yīng)堆，其中有34座900MWe反應(yīng)堆、20座1300 MWe反應(yīng)堆和4座MWe反應(yīng)堆，供應(yīng)法國(guó)約75%的電力。
△ 世界上核燃料循環(huán)的先進(jìn)公司——奧蘭諾公司(Orano)，跨國(guó)集團(tuán)公司，2018年1月23日由阿海琺(Areva)更名。1945年成立，雇員15000名。研究從鈾礦開采到乏燃料處理以及重新使用經(jīng)后處理提取的核燃料的整個(gè)核燃料循環(huán)過程，業(yè)務(wù)涉及210個(gè)核反應(yīng)堆，其發(fā)電能力占有世界核電能的一半以上。
△ 日本最大的核燃料公司——日本核燃料公司(Japan Nuclear Fuel Ltd. ，JNFL。網(wǎng)址https://www.jnfl.co.jp/ja)，位于青森県六所村，從事核燃料生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存以及處理核廢料，并建立日本核燃料循環(huán)的任務(wù)，雇員2040名。
△ 中國(guó)核發(fā)電有兩個(gè)核電公司運(yùn)行：⑴中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司(China National Nuclear Corporation，CNNC)，主要在東北部;⑵中國(guó)廣核集團(tuán)(China General Nuclear Power Group，CGN)，前身為中國(guó)廣東核電集團(tuán)，主要在東南部運(yùn)行。中國(guó)逐步漫向核發(fā)電大國(guó)，2020年反應(yīng)堆裝機(jī)容量居世界之四。
核反應(yīng)堆
△ 世界上最大的核電站是日本柏崎刈羽核電站，裝機(jī)容量為7965MW，但2011年已經(jīng)停工。值得注意的是韓國(guó)核電站進(jìn)展很快，前十位核電站就占有3席，把美國(guó)和日本都摔到后面。另外值得注意的是中國(guó)陽(yáng)江核電站躍居世界第三位。
△ 世界上最大的核電站是處于停工狀態(tài)的柏崎刈羽核電站(Kashiwazaki-Kariwa Nuclear Power Station)，位于日本新潟縣柏崎，屬東京電力公司(TEPCO)?，F(xiàn)有7臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量8212MW。1984～1989年建成5臺(tái)1100MW沸水堆機(jī)組;1990～1992年建成2臺(tái)先進(jìn)的1356MW沸水堆機(jī)組。
△ 俄羅斯開發(fā)了世界上第一座浮式核電站(Floating nuclear power plant)——“羅蒙諾索夫號(hào)(Akademik Lomonosov)”， 用于給俄羅斯北部偏遠(yuǎn)地區(qū)供電，將于2019年投入運(yùn)行。浮動(dòng)核電站建在一艘長(zhǎng)140米、寬30米的駁船上，裝載2座35MW的KLT-40S反應(yīng)堆。能為20萬人口的城市提供足夠的電力，其運(yùn)行壽期為38年，包括3個(gè)為期12年的運(yùn)行周期，每個(gè)周期中間平均停產(chǎn)8個(gè)月。
△ 2020年2月全球運(yùn)行的反應(yīng)堆有441座，以美國(guó)最多，有96座，占全球總量的96/441=22%。裝機(jī)容量為97896 MWe，占世界總量的97896/391565=25%。
△ 世界上核反應(yīng)堆以壓水反應(yīng)堆(PWR)占主導(dǎo)地位。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)2019年版《Nuclear Power Reactors in the World》報(bào)道，壓水反應(yīng)堆(PWR)有298座，占全球核反應(yīng)堆總量的66.4%，壓水反應(yīng)堆屬于第二代核反應(yīng)堆。
△ 壓水反應(yīng)堆在世界各洲廣泛利用，但在中西歐最多，有104座、其次是亞洲90座、北美洲65座、東歐和俄羅斯35座，非洲和南美洲各2座。
△ 沸水反應(yīng)堆(BWR)占反應(yīng)堆總數(shù)的第二位，為72座，主要在北美洲35座、亞洲26座。
△ 中國(guó)是世界上核反應(yīng)堆發(fā)展最快的國(guó)家。2018年中國(guó)核反應(yīng)堆有38座，占全球總數(shù)的38/448=8.5%，2020年中國(guó)核反應(yīng)堆增加到47座，占世界總量的47/441=10.6%、而在建12座和擬建42座。
現(xiàn)在運(yùn)行+在建+擬建=(47+12+42)/604=16.7%。
△ 當(dāng)世界各國(guó)在發(fā)展核能發(fā)電之際，德國(guó)卻是棄核國(guó)家。2020年只有6座核反應(yīng)堆在運(yùn)行，裝機(jī)容量為8052MWe，但沒有在建和擬建的計(jì)劃。
△ 中國(guó)最大的核電站是陽(yáng)江核電站(Yangjiang Nuclear Power Plant)，位于廣東陽(yáng)江，由
中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司(CGN)建造，有6臺(tái)機(jī)組，采用中國(guó)制造的壓水反應(yīng)堆CPR1000和ACPR1000反應(yīng)堆，總裝機(jī)容量達(dá)6640MW，年發(fā)電量為48 .0TWh。
△ 美國(guó)缺乏鈾資源但對(duì)鈾的需求量最大，2020年需求19746噸U，占全球總量68240噸U的29%。
△ 中國(guó)雖然有鈾生產(chǎn)，但僅占全球產(chǎn)量的3.5%，2020年需求9834噸U，占全球總量68240噸U的14.4%，居世界需求量第二。
△ CPR1000 是中國(guó)核反應(yīng)堆最多的類型，現(xiàn)有16座機(jī)組在運(yùn)行。它是中國(guó)廣核集團(tuán)(CGN)推出的中國(guó)改進(jìn)型百萬千瓦級(jí)壓水堆核電技術(shù)方案。CPR1000是在引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合20多年來的漸進(jìn)式改進(jìn)和自主創(chuàng)新形成的“二代加”百萬千瓦級(jí)壓水堆核電技術(shù)。
協(xié)會(huì)和出版物
△ 核能的國(guó)際組織是國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(International Atomic Energy Agency，IAEA)，它是世界各國(guó)政府在原子能領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)技術(shù)合作的機(jī)構(gòu)。1957年7月29日成立，總部設(shè)在奧地利維也納。在2005年10月6日因“防止核能被用于軍事目的并確保最安全的和平利用核能而共享這一榮譽(yù)”共同獲得諾貝爾和平獎(jiǎng)。
△ 世界上最大的核能協(xié)會(huì)組織—世界核能協(xié)會(huì)(World Nuclear Association，WNA)，成立于2001年，現(xiàn)有會(huì)員約120個(gè)，分別來自33個(gè)國(guó)家，總部設(shè)在倫敦。其宗旨是促進(jìn)會(huì)員國(guó)和平利用核能發(fā)電，作為可持續(xù)發(fā)展的項(xiàng)目。其業(yè)務(wù)范圍涉及核能發(fā)電和核燃料循環(huán)的所有環(huán)節(jié)，包括采礦、轉(zhuǎn)化、濃縮、燃料制造、設(shè)備制造以及乏燃料運(yùn)輸和安全處置等。
△ 世界上最大的鈾礦協(xié)會(huì)是澳大利亞鈾協(xié)會(huì)(Australian Uranium Association，AUA。網(wǎng)址是 https://www.australianuranium.com.au)。澳大利亞是富產(chǎn)鈾的國(guó)家，該協(xié)會(huì)聚集了鈾生產(chǎn)的有關(guān)人員，其宗旨是降低生產(chǎn)成本，以滿足世界核能發(fā)電的需要。2006年成立，設(shè)在墨爾本。
△ 世界上定期出版的核反應(yīng)堆安全研究報(bào)告是美國(guó)“反應(yīng)堆安全研究”研究報(bào)告“Reactor Safety
Study: An Assessment of Accident Risks in U.S. Commercial Nuclear Power plants”的編號(hào)。即“羅斯苗遜報(bào)告(Rasmussen Reports)”，編號(hào)為WASH-1400。
△ 世界上主要的鈾信息刊物——鈾信息周刊《Uranium Intelligence Weekly》。由能源信息集團(tuán)出版，報(bào)道世界各國(guó)鈾資源的開發(fā)利用、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)及價(jià)格數(shù)據(jù)等。
核事故
△ 最嚴(yán)重的核電廠事故也是國(guó)際核事件分級(jí)表中首次第七級(jí)事件是切爾諾貝利核事故(Chernobyl Disaster)是1986年4月26日發(fā)生在蘇聯(lián)烏克蘭核能電廠的核反應(yīng)爐事故。因?yàn)楣β实膭≡鰧?dǎo)致反應(yīng)爐被破壞，使得嚴(yán)重的放射性物質(zhì)被釋放到環(huán)境中。在最初發(fā)生的蒸氣爆炸導(dǎo)致了兩人死亡，而事故中絕大部分受害者的死因都?xì)w咎于放射線。
△ 核電站受地震影響最大的國(guó)家是日本。
?、?柏崎刈羽核電站在2007年新潟縣中越?jīng)_地震發(fā)生后，三號(hào)機(jī)的變壓器發(fā)生火警，導(dǎo)致廠內(nèi)所有機(jī)組一度全面停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在地震之后，該工廠完全關(guān)閉了21個(gè)月。在抗震升級(jí)之后，于2009年5月9日被重新依次啟動(dòng)。
2011年發(fā)生東日本大震災(zāi)后，因應(yīng)日本政府的政策，柏崎刈羽核電站所有的發(fā)電機(jī)組現(xiàn)以定期檢修的名義停止運(yùn)作，和安全改進(jìn)正在被實(shí)施。截至2015年5月，沒有機(jī)組被重新啟動(dòng)，并且沒有機(jī)組被有望早于2015年底被重啟。最早的重新啟動(dòng)日期是2019年4月。
?、?福島第一核電站(Fukushima Daiichi Nuclear Power Station)在2011年日本東北地方太平洋近海地震中嚴(yán)重受損，核電站1號(hào)至4號(hào)機(jī)組出現(xiàn)堆芯熔毀并引發(fā)爆炸事故( Fukushima Daiichi nuclear disaster)，該事故最終由日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省核安全保安院依據(jù)國(guó)際核事件分級(jí)表劃分為最高級(jí)7級(jí)事故，與1986年發(fā)生的切爾諾貝利核事故為同級(jí)事故 。
評(píng)論