核能开发与应用

书号:978-7-122-18374-3

书名:核能开发与应用（第二版）

作者:马栩泉编著

定价:98.0

出版社:化学工业出版社

出版时间:2014-04-01

字数:566

内容简介:

本书是《21世纪可持续能源丛书》之一。

核能是否为从化石能源到未来能源之间不可或缺的替代能源?核能是否为安全、清洁、经济的能源?本书通过分析与综合，给出了肯定的回答。核能涉及到核燃料循环、核能的军事应用及和平应用、核安全与核保障等，本书对此给以系统而清晰的介绍。书中重点介绍了核裂变能，并简要概述了核聚变能，同时对于与核能密不可分的核应用技术也进行了较为系统的陈述。本书以科技和人文内容的结合，从历史的纵的方面和世界与中国核能诸领域的横的方面，介绍了核能的过去、现在与未来。全书文笔流畅，系统性强，信息量大，是从事非核专业的科技人员、能源工作者、管理人员和具有一定文化水平的公众的一本有价值的参考书。

前言:

第一版前言

我第一次接触核能，只是孩童时代的远远一瞥。那是1947年我正上小学二年级之时，初冬的一天祖母带我去天津旧城区西北角亲戚家，路过一个“小人书”（连环画册）摊，从老板作为出租书目贴在纸版上密密麻麻的“小人书”封皮上，《原子弹秘密》一下子跃入我的眼帘，画面是一张降落伞带着一颗大炸弹悬在空中往下投掷。好奇心驱使我很想坐在书摊上仔细翻看它，但家境的贫寒使我连一本“小人书”都租看不起，书的内容也就不得而知。

1954年夏，苏联建成了世界第一座试验核电站——奥勃灵斯克核电站，作为社会主义国家的重大成果，报纸进行了大力宣传。当时我是天津一中的初二学生，从这些报道中我知道了核电站是个非常“尖端”的、造福于人类的好东西。这座核电站的外景照片，也深深地刻印在我的脑海中。

一年之后，1955年暮春，我又看了一部介绍核技术的苏联科教影片。影片中有这样一个镜头：一位漂亮的小姑娘总是扭着头不肯让人看她，这是怎么回事？当她突然转过头来，人们看清了，原来她的脑门上长了一个黑色的大瘤。科学家们决定用钴60放出的γ射线给她治疗，过一段时间终于将这个瘤子杀死除掉，使她有了一个真正漂亮的脸蛋。这时影片中充满柔情的男声解说响起：“亲爱的小姑娘，当你将来长大后，可别忘了在原子时代的黎明时期科学家带给你的恩惠。”50年以后，这句解说词还响在我的耳边。

几件往事，恰恰涉及核能与核技术的一些主要方面。

1958年，我考入清华大学工程物理系。从此，就与核能结下了不解之缘。大学时期，认真地学习掌握了与我的专业——放射化工（人工）即核燃料后处理有关的基础知识和专业知识。毕业留校后，参加了本专业的科研与教学工作。从1991年起，与中国核学会的同志一起，举办了多次全国中学生核科技夏令营和海峡两岸大学生核科技夏令营，接待过许多来清华大学核研院参观的各行各业的来宾，向他们介绍核研院在核能技术等方面的研究成果，带他们参观核研院的许多核设施，并应邀在北京、上海、天津、浙江、四川等地的不少单位作过《核能及其应用》科普讲座。许多听众的反映使我深受感动。天津市南开中学一位初一学生在夏令营总结中写道：“听着马教授那清晰、细致、流畅的讲解，我仿佛置身于核能知识富丽堂皇的殿堂。这次讲座使我第一次对核能有了比较深刻和清晰的认识，使我觉得应该掌握这门科学。”

多年来，由于种种原因和机遇，我曾经到过不少核科研与核工业单位，包括本书核燃料与核燃料循环一章中提到的我国核燃料循环工业的主要工厂、研究院和设计院，包括本书核能的和平应用一章中提到的我国的许多反应堆和核电站，以及接触过本书第4章核能的军事应用中涉及到的我国的一些重大成果，并有幸见过王淦昌、彭桓武、汪德熙、曹本熹、姜圣阶、周光召等老一辈的核科学家。来到遍布祖国大江南北的这些气势恢弘的核基地，目睹我国在核能领域取得的一系列举世瞩目的伟大成就，使我对我国核能事业创业者由衷地钦佩和崇敬。当回顾起他们那惊天地泣鬼神的创业史的时候，这种钦佩和崇敬之情就更加强烈。正是由这些平凡而伟大的人组成的核能创业大军，在既漫长而又短暂、既轰轰烈烈而又无声无息的奋斗史中，为祖国赢来了骄傲和辉煌。人是要有一点精神的，他们体现的就是我们中华民族的豪气和灵魂。在王淦昌先生生前的最后几年，我曾不止一次地听王老讲过：落后就要挨打，腐败就要亡国。这简单的话语中蕴蓄着太深的含义。

核能虽然已经获得了巨大的发展，但至今仍然是一种年轻的新能源，然而它却有着很不平常的经历。可以说，几乎任何一种能源都没有像核能这样地毁誉参半，跌宕起伏。它有着辉煌的过去，有着停滞的近期，也一定会有灿烂的未来。20世纪末，核能还处于空前的低潮，但当新世纪的钟声敲响不久，它就迎来了复苏的曙光。

这是因为核能是从化石燃料向未来能源过渡的不可或缺的重要能源，人类社会的可持续发展离不开它。但是，要实现这个过渡，必须认真地解决研发更安全、更经济的先进反应堆，研发高放废液处理和最终处置的先进技术，以及研发防止核扩散的技术。当把这几个影响核能未来发展的关键问题解决之后，此种新能源必将焕发出勃勃生机。这正是摆在每一个核能工作者面前的历史重任。

人们往往对核能存在着这样那样的误解甚至“谈核色变”，是因为核能与放射性密不可分，是因为核能具有可能在瞬间释放出巨大能量这样一种特性。然而任何一种能源，任何一种科学技术都是一柄“双刃剑”，既有优点又有缺点。任何事物都是一分为二的，事在人为。科技工作者的任务就是要想方设法发挥其优点，克服其缺点。核能工作者对于核能理应如此。当然，我们说核能是不可或缺的替代能源，并不是说它是唯一的替代能源。替代能源是多种多样的，特别是可再生能源。对待能源与对待其他事物一样，应该取长补短，切合实际，兼收并蓄。

人们对核能存在着误解甚至“谈核色变”，也与一些媒体的误导以及一些不适当的宣传有关。这就向核能工作者提出了对核能进行恰如其分的宣传和科普的任务。因此，当我的挚友、化学工业出版社陈志良编审提出编写本书的任务时，我明知这是一件十分艰苦的工作，但责无旁贷，还是愉快地接受了。好在近十几年来在搞核能科普的过程中积累了一定的资料，增加了一些见识，并得到了许多同行的教诲、启发和帮助。我很同意出版社对本书的定位：它不是面向青少年的文笔生动活泼但内容相对浅些的科普读物，而是面向非本专业的科技人员、管理人员以及具有一定文化水平的公众的核能普及读物，因而应以尽量提供更多的、正确的信息见长。我以此为指导，并尽力而为之。此外，还注意除了介绍原理、应用等科技知识外，再适当地介绍一些历史发展、思维方法和精神等人文内容，因为科技与人文是相互融合、相互促进、密不可分的。

科技和人文一样，有历史继承性和创新发展性。我从列在和未列在书末的许多参考文献里，从那些相识的和不相识的前辈和同行那里吸取了许多宝贵的知识，谨向他们致以诚挚的敬意。

我上初中的很长一段时间，曾经对天文学产生过浓厚的兴趣，那时曾不止一次地读过前苏联著名科普作家别莱利曼的《趣味天文学》，书的序言开头一句话是：“天文学是一门幸福的科学。”现在我想，核科学也是一门幸福的科学，因为就如浩瀚无边的茫茫宇宙一样，在原子核的微观世界，也有着无穷的奥秘需要我们不断去探索，而在核能与核技术领域，更有着无限发展前景的新技术需要我们去研发，这一切，都将会大大造福于人类，这一切，也需要一代代有志于核能与核技术的人们去付出不懈的努力。

在本书的编写过程中，得到了我的老师、清华大学核研院朱永院士，我的同事、清华大学核研院吴宗鑫、张作义、徐景明、徐元辉、吕应运、孟昭利、顾树华、金子英、焦荣洲、宋崇立、吴秋林、奚树人、刘原中、曲静原、周志伟诸位教授及王建一工程师，和我的挚友、新华社高级记者王呈选、中国核学会高级工程师耿庆云、科技日报前副总编辑王直华，以及清华大学科技史暨古文献研究所游战洪副教授、清华大学核研院刘豫春女士和其他许多朋友的大力支持和热情帮助，谨向他们致以衷心的感谢。

限于水平，限于时间，书中不妥或错误之处在所难免，恳请读者批评指正。

本书付梓之际，恰逢我国核事业创建50周年。回顾50年令人难忘的岁月，心潮久久不能平静。谨以赤诚之情、绵薄之力，将本书奉献给祖国核事业的开拓者、奋斗者和后继者。衷心地祝愿祖国核事业的明天繁花似锦，灿烂辉煌。

马栩泉2004年5月于清华园

第二版前言

在第一版出版8年之后，化学工业出版社决定出版本书及“21世纪可持续能源丛书”的第二版，这的确是令人高兴的事。它说明了能源与环境问题的重要性在世界和中国进一步凸显出来，也说明了出版社负责人和编辑们的责任心与远见卓识。

这8年来，核能总体上是处于不断进步之中，从21世纪初开始复苏，到第一个十年末期出现了以核电为代表的大发展局面。在全世界核电一派突飞猛进之际，中国核电的发展尤显突出。这一期间，作为一名从事核能工作的普通教师，我在中国核学会和清华大学核研院的支持安排下，有幸随着一些院士、专家到浙江、山东、江苏等沿海地区，为政府公务员、企业家和公众做了多次核能讲座，并到核电基地参观座谈，对当地的核电发展尽绵薄之力，也见证了我国核电发展的历程。

就整个核能领域来说，除了核电发展之外，一方面通过美俄削减核军备谈判，大大减少了全世界核武器的库存量，并将一大批武器级可裂变材料转变为和平利用的核燃料，服务于核电反应堆的运行；另一方面，在核燃料循环、核反应堆以及核安全与核保障等环节，通过不断创新出现了许多新理念和新技术，使得核能沿着更安全、更经济的道路，向着可持续发展和防止核扩散的目标不断前进。本书的第二版尽量加进了这些方面的最新内容。

正当核能出现了这样鼓舞人心的局面之时，日本发生了福岛第一核电站重大事故，使核能面临着又一次考验。福岛核事故与三哩岛核事故和切尔诺贝利核事故一样，对核能的发展既有负面的影响，又有正面的作用，但它依然不会改变核能的地位、作用和未来发展。我们有理由相信，福岛核事故将会使核能工作者更加重视核安全，并在理念上、技术上将核能推向一个更高的层面。

本书第一版出版后，得到了许多老师、同学、同事、朋友以及不相识的读者的热情鼓励和肯定，他们中的不少人还热心地指出了书中的不足、问题和错处，借此次再版，对这些均已做了改正；再版时又得到了许多老师、同事和挚友的大力支持和帮助。借此机会，向他们致以衷心的谢意，并诚恳地希望广大读者对本书予以批评指正。

又到了金风送爽、硕果遍地的丰收时节。人类在自然界春去秋来的不断变换中生生不息。核能与其他事业也是如此。核能是全世界从事本领域工作者的共同事业，它的发展离不开一代代核能工作者的共同努力。核能与人类息息相关，它会经过不断的春华秋实，为人类幸福美好的生活做出自己的贡献。

马栩泉2013年10月于清华园