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关于核能未来的联合建议--中法三院核能合作(第1期)
0.00     定价 ¥ 148.00
图书来源: 浙江图书馆(由浙江新华配书)
此书还可采购25本,持证读者免费借回家
  • 配送范围:
    浙江省内
  • ISBN:
    9787030764805
  • 作      者:
    编者:中国工程院//法国国家技术院//法国科学院|责编:周涵
  • 出 版 社 :
    科学出版社
  • 出版日期:
    2023-09-01
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内容介绍
本书基于中法三院(中国工程院、法国国家技术院、法国科学院)对核能领域的联合研究成果,详细分析了核能发展进程、安全性、面临的挑战及可能的解决措施,内容涉及放射性废物管理、先进核能系统的开发与部署、新项目融资及投资控制,以及公众对核电安全日益提高的要求等,对核能未来发展提出了意见和建议,将有效促进核能的健康发展和进一步提升中法两国对世界核能技术发展的贡献。 本书主要面向关注核能发展的科研工作者、管理人员和有志投身核能事业的青年学子,力图立足科学立场阐释公众关心的问题,对于提高国际核能领域科学技术界的交流水平、增强在核能和平利用上的共识具有重要意义。
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精彩书摘

综述与建议
  中国和法国都是拥有大型且持久核电站发电能力的国家。法国拥有长期运行核反应堆及所有闭式燃料循环设施的经验,而中国将是未来世界上新增核电装机容量最多的国家。两国目前都进入了优化能源结构的电气转型阶段,且均已开展针对下一代核电系统的研发项目。
  基于对可再生能源的发展愿景,中法三院(作为*立机构)对核能所面临的一些问题和挑战进行了分析,并提出了以下想法和建议。
  1.实现能源体系的低碳减排面临诸多不应被低估的难题。通常认为,低碳减排要求增加电能在能源体系中的份额(例如:陆上交通、工业、城镇使用等)。核电是目前供应电能的*现实选项之一。近年来,核能发电在以安全、高效、清洁的方式供应电力的同时又解决了环境和气候变化问题,提供了一个极其现实的选择。核能能够可靠地供应可调度电力,对发电波动性强、不易调度以满足电力需求的间歇性可再生能源(如风能或太阳能等)形成了很好的补充。
  2.与能量密度更低的能源相比,大型核电站发电高度集中,因而所需厂区面积更小(占地面积更小),能为现今和未来涌现的特大城市提供所需的能源。核能消耗的原料铀是一种丰富的资源,由于不存在操控其市场供应的垄断利益集团,因此可以保证能源供应的安全。
  (1)在可预见的未来,人类仍无法找到能够经济地储存大量电力的解决方案。因此,需要采取其他手段来补偿间歇性能源,以确保在出现更大的电力需求变化时,电力系统具备足够的反应和调度能力,而且不受时间限制。然而,如果利用化石燃料提供备用电力,那么低碳减排的目标就无法实现。
  (2)间歇性能源在大型电网中的比重受技术和经济条件限制(电网稳定性、发生大规模停电时的恢复计划等)。
  3.核电仍是一种相对年轻的技术,目前还处于持续发展中。
  (1)对重大事故进行了详细分析,总结的经验和汲取的教训使反应堆的设计运行得到了巨大改进。
  (2)正在建设的最新一代反应堆(第三代)的设计可以保证即使发生堆芯熔化等严重事故,基本上也不会在核电站之外产生较大的放射性后果。
  4.其他技术发展路线已初见端倪,应鼓励其开发工作:
  (1)第四代反应堆,包括钠冷快堆(SFR)。钠冷快堆可充分利用铀资源、实现乏燃料的多次循环和放射性废物中长半衰期放射性元素的嬗变。
  (2)适用于小型电网的小型模块化反应堆(SMR),其模块化施工可降低大规模施工建设的复杂性。
  5.因此,维持现有规模的研发投入对降低成本和风险至关重要,其中包括:
  (1)共享人力资源和研究基础设施。
  (2)巩固和发展针对核电站的各个层面的设计、建设和运行的教育和培训规划。
  6.核能行业的健康发展有赖于权威的、*立的安全监管机构。
  (1)它们可依托权威的、*立的技术支持机构(technical support organization,TSO)。
  (2)这些监管机构、运营者和供应商之间必须开展技术对话,确保安全要求将科学技术知识的发展纳入考虑范围并结合对风险的客观评估。
  (3)统一各国监管机构的安全要求是实现反应堆型号标准化的前提。这种标准化本身即可提高安全性。目前的现实情况是,各国安全监管机构所要求的安全水平不尽相同,有些国家实施成本-收益法,而其他国家则不接受这种方法——协调统一势在必行。中法三院建议采取“风险指引法”,使用该方法可平衡新的安全要求和效益。
  7.核工业的主要挑战在于:①废物管理;②成本控制、新项目融资;③向公众传递以下信息——核电站运行安全方面的进步已经达到相当高水平,理应得到社会认可。
  (1)业界目前正在采用经过验证的公认的解决方案,管理低中放废物。目前已经拥有高放长寿命废物(HLLLW)的整备技术(包括经过或不经过乏燃料后处理)。在利用谨慎选定的深地质层处置已整备高放长寿命废物方面,科技界还没有发现任何实质性障碍。处置场地的特征仍需进一步研究。
  (2)核工业必须加强对核电项目成本和工期的控制。
  对*近的一些项目所面临的困难,业主和供应商应进行认真的分析。中法三院建议公开这些分析的结论。
  中法三院建议核工业应加快部署数字化技术。实践证明,数字化技术在其他行业的使用带来了诸多益处,这既有助于大大降低项目成本、避免工程延期,又能提升质量。其中有三大领域尤为重要:
  ①与设计过程耦合,应用并进一步开发仿真模型及平台的运用;
  ②仪控系统的数字化;
  ③采用具有唯一、统一数据库的数字化平台(产品生命周期管理,PLM),其中包含3D设计、施工、运行和生命周期管理等数据。
  这些技术的引入需要安全监管机构的配合、法规的统一(特别是在网络安全领域)。
  核电是一个生命周期很长的行业,需要大量的前期投资。因此,从国际投资银行获得充足资金对核电来说至关重要。
  (3)如果得不到社会的接受和政府的支持,核工业的发展就会举步维艰。
  应透彻地探讨安全问题,并向公众清晰地说明在核电运行方面过去与现在所做的改进。
  能源方面的争议涉及复杂的技术和经济问题,只有依靠结构清晰的信息和可靠的数据才能正确处理这些问题。
  对核工业的公正判断,迫切需要全面、客观的信息。必须倾听非政府组织的声音,但同时也必须听取运营者、设计人员、安全监管机构以及核工程和经济学方面的专家意见。政府应该征求专家的意见(包括国家科学院、工程院和技术院的专家意见)。
  8.核工业可通过国际和双边合作的形式惠及新兴国家。法国、中国等已经建设核基础设施的国家应帮助政局稳定的新兴国家以安全、高效的方式发展核电。同时,核工业界应在以下两个方面促进核电的发展:
  (1)取证及监管流程的标准化和稳定化;
  (2)实现有政府担保的长期购电协议(PPA)的普遍化。第1章简介:核能在未来能源结构中的必要性以及需要克服的挑战第1章简介:核能在未来能源结构中的
  必要性以及需要克服的挑战作为社会经济发展的支柱,能源是人类生活、健康、福祉不可或缺的必需品。满足全球的能源需求、减少全球温室气体的排放量,是全球未来面临的根本性挑战。
  自20世纪50年代以来,和平利用核能已经成为在不依赖于煤、石油和天然气等化石燃料的情况下提供能量的一种可行方案。近年来,核能也已被视为一种能保证能源供应、支撑全球经济发展同时又能减少温室气体排放的可持续和可靠的低碳能源。虽然核能已经成为全球电力供应的三大支柱之一,但其发展正处于关键时期。日本的福岛核事故引发了巨大的恐慌,让公众对核安全心生疑虑。出于该原因以及一些其他的原因,有些国家已放弃使用核电、关停了现有的核电站。吸取福岛核事故的经验教训之后,对现有的核反应堆制订了重要的安全改进计划,未来的设施也将得到进一步的改进,因此如今依然有多个国家在维持核电的发展。
  从中长期来看,要显著减少导致气候变化的温室气体排放、减少氮氧化物/未燃烃/颗粒物等污染物的排放、改善大气环境、实现人类的可持续发展,全球能源体系应更加环保,且尽可能少地利用化石燃料。在当前大部分电力依靠化石燃料——更确切地说依靠煤炭生产的大背景下,核电是以安全、高效、清洁的方式供应能源,同时又是解决环境和气候变化问题的*现实选择之一。
  由于核能是一种稳定的能源,因此它能可靠地供应基本负荷电力,并对波动性较大、不易于调配以满足需求的间歇性可再生能源(如风能或太阳能等)形成了很好的补充。在这方面,人们普遍认为,且有*近经验表明,在大多数国家,间歇性可再生能源在电力结构中的总体比重不能超过30%~40%,否则会引起不可接受的电力成本,导致温室气体排放量的增加,以及产生电力供应安全风险。可再生能源应用的瓶颈主要在于无法大规模储存电能,目前仍没有任何迹象表明该技术难题在未来会被攻破。与集中度低的能源资源相比,核电采用的是大型的集中式电站,其占地面积更小,因此它能提供现有及未来特大城市所需要的能源。
  然而,发展核电在安全性、放射性废物管理、先进核能系统的开发与部署、经济性、公众的接受程度等方面依然面临着诸多挑战和问题。作为具有强大核电站建设能力的主要国家,中国和法国都非常重视全球核能的和平利用,并且有责任、有意愿帮助新兴国家发展核电,共同应对他们所面临的挑战。
  继致力于大幅减少全球温室气体排放的第21届和第22届联合国气候变化大会之后,中法三院相信,其围绕核电有关复杂问题提出的倡议能为其他国家的科研机构、决策者乃至社会各界提供有价值的信息。
  本研究中的立场反映的是中法三院作为*立机构的立场,不应被解释为核电从业者的立场,或被解释为法国政府、中国政府的立场。
  在本报告中,中法三院旨在勾勒出核能的历史与前景,解决需要考虑的关键问题,以让核能变得更安全、更经济,惠及发达国家和新兴国家。
  虽然这篇报告提及了诸多问题,但其并非是包罗万象的。它代表了过去6个月(2016年11月至2017年4月的报告编制讨论期间)我们的思考和讨论成果。
  本报告共包含17章和一个综述。第2章和第3章简要介绍了核能开发的历史、问题与挑战,并讨论了与第三代核电站部署有关的问题。第4章到第6章从科学的角度论述了未来反应堆设计的前景与挑战,具体讨论了第四代反应堆的现状以及小型模块化反应堆理念。第7章和第8章讨论了技术方面的问题,包括安全问题、对技术支持机构的需要、数字化以及新型设计工具的进步与挑战。第9章强调了核研究设施和基础设施的重要性。
  第10章论述了人员的教育与培训问题。一个重要的方面是吸引年轻的高校毕业生进入核工业;另一方面是培训企业员工,赋予他们适当的科学教育背景,让他们了解安全管理文化。在这方面则强调了模拟机的作用。
  第11章和第12章讨论了核电项目管理等工程问题,以及在满足安全需求的前提下控制成本与工程复杂度的问题。第13章包含了关于为新兴国家核项目提供国际支持的内容。
  第14章到第17章讨论的是社会问题。我们对过去50年来全球核活动对人类健康的影响进行了评估(第14章)。由于安全是核电站运行过程中的核心问题,因此有必要审视对风险的认知及其与实际危险的关系(第15章)。第16章强调了提升公众认识的必要性,并思考了为达到此目的而所需要进行的治理。第17章论述了提高公众理解的组织形式、方法和不同利益相关方的责任,并且还讨论了提高公众理解需要采取的行动及其必要性,以降低因加大监管力度而导致核设施开发和运行复杂化的风险。
  

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目录
目录
综述与建议 1
第1章 简介:核能在未来能源结构中的必要性以及需要克服的挑战 4
第2章 核能开发的历史、现状、问题与挑战 7
第3章 近中期部署第三代核电站的可行性与挑战 11
第4章 新型和创新型未来反应堆设计(第四代反应堆)的前景与挑战 15
4.1现状 15
4.2主要预期变化 16
4.3第四代钠冷快堆和超高温气冷堆的前景 17
附录A 19
A.1 法国第四代反应堆行动计划 19
A.2 中国第四代反应堆行动计划 21
第5章 创新型反应堆概念和技术的承诺与挑战:小型模块化反应堆及先进技术 23
5.1小型模块化反应堆 24
5.1.1 研发背景 24
5.1.2 重拾兴趣 24
5.1.3 小型模块化反应堆所面临的挑战和解决方案 26
5.2适用于大型反应堆的创新技术 27
第6章 放射性废物管理的现状与未来的展望 29
6.1燃料循环战略与放射性废物的特征 29
6.2放射性废物管理的进展 30
附录B 32
第7章 安全领域的技术支持机构 37
第8章 未来面临的数字化和新设计方法等方面的挑战 40
第9章 核研究设施和基础设施的重要性 44
第10章 教育与培训方面的挑战 47
第11章 核电项目工程设计与管理 51
附录C核电项目建设面临的主要风险 53
第12章 在控制成本与复杂度的同时保证安全 55
第13章 支持新兴国家项目筹备的国际路线的合理性 58
第14章 核电活动50年来对人类健康影响的评估 62
14.1正常运行时的辐射照射 62
14.2核电站及其他核设施事故伤亡及健康影响评估 63
附录D辐射照射剂量水平和健康效应 65
第15章 相对于实际危险的风险认知 67
15.1从心理学的角度分析核能风险认知 68
15.2从社会学的角度分析核能风险认知 69
15.3从传播学的角度分析核能风险认知 69
15.4核能风险认知存在的问题、挑战和困难 70
第16章 公众认识和管理要求提升 72
第17章 増进公众理解的组织、方法和不同利益相关方角色 76
词汇表 79
后记 82
Contents
Synthesis and recommendations 84
Chapter 1 Introduction: The necessity of nuclear power in the future energy mix and challenges to overcome 89
Chapter 2 History, current situation, problems and challenges of nuclear development 93
Chapter 3 The feasibility and challenge for near and mid-term deployment of Gen-Ⅲ nuclear power plants 98
Chapter 4 Promises and challenges of new and innovative future reactor designs (Gen-F reactors) 103
4.1 Present situation 104
4.2 Major expected change 104
4.3 Promises of Gen-IV SFR and VHTR 106
Appendix A 108
A.1 Gen-initiatives in France 108
A.2 Gen-IV initiatives in China 111
Chapter 5 Promises and challenges of new innovative reactor concepts and technologies: Small modular reactors and advanced technologies 114
5.1 Small modular reactors 115
5.1.1 Research and development background 115
5.1.2 Renewed interest 115
5.1.3 SMR challenges and solution SMR 118
5.2 Innovative technologies to be implemented in large reactors 118
Chapter 6 Radioactive waste management status and outlook for the future 121
6.1 Fuel cycle strategy and RW characteristics 122
6.2 Progress on RW management 123
Appendix B 125
Chapter 7 Technical support organisations related to safety 132
Chapter 8 Challenges for the future, including digitalisation and novel design methodologies 137
Chapter 9 Importance of nuclear research facilities and infrastructures 142
Chapter 10 Challenges for education and training 146
Chapter 11 Engineering and managing nuclear projects 152
Appendix C Main risks of nuclear power project construction 155
Chapter 12 Assuring safety while keeping costs and complexity under control 157
Chapter 13 Pertinence of international approaches to supporting the preparation of projects in emeiging countries 161
Chapter 14 Human health assessment over fifty years of nuclear power activities 167
14.1 Radiation exposure from normal operations 168
14.2 Casualties and health effects evaluation of accidents at NPPs 169
Appendix D Dose levels and health effects of radiation exposure 172
Chapter 15 Risk perception relative to real hazard 174
15.1 Analysis of risk perception regarding nuclear energy from the perspective of psychology 176
15.2 Analysis of risk perception regarding nuclear energy from the perspective of sociology 177
15.3 Analysis of risk perception regarding nuclear energy from the perspective of communication 178
15.4 The problems,challenges and difficulties of nuclear risk perception 179
Chapter 16 Improvement of public awareness and governance requirement 181
Chapter 17 Organisation, methodologies and roles of the different stakeholders to improve public understanding 186
Glossary 190
Postscript 193
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