什么是核能

中文名称：核能

英文名称：nuclear energy

其他名称：原子能

定义1：原子核内部结构发生变化时释放的能量。

所属学科：电力（一级学科）；核电（二级学科）

定义2：核反应或核跃迁时释放的能量，例如重核裂变和轻核聚变。

所属学科：资源科技（一级学科）；能源资源学（二级学科）

核能是可持续发展的能源。据估计，地球上核裂变主要燃料铀和钍的储量分别约为490万吨和275万吨，这些裂变燃料足够使用至聚变能时代。海水中含有40多万亿吨氘，每升海水约等于300升汽油的能量，而地球上的锂储量有2000多亿吨，可用于制造氚，足够人类在聚变能时代使用。如果解决了核聚变技术，人类将能从根本上解决能源问题。

1. 核工业的主要业务范围

核工业的业务范围包括：铀矿勘探、开采与提取、燃料元件制造、同位素分离、反应堆发电、乏燃料后处理、同位素应用以及与核工业相关的建筑安装、仪器仪表、设备制造与加工、安全防护及环境保护。

2. 核燃料循环及其组成

核燃料循环是指核燃料的获得、使用、处理、回收利用的全过程，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、开采、加工、精制、转化、浓缩、元件制造；后端包括乏燃料元件的铀钚分离后处理以及对放射性废物的处理、贮存和处置。

3. 铀矿地质勘探

铀是核工业的基本原料。铀矿地质勘探旨在查明和研究铀矿床形成的地质条件，总结铀矿床的时间和空间分布规律，以此指导普查勘探，探明地下的铀矿资源。普查勘探包括区域地质调查、普查和详查、揭露评价、勘探等，并需进行地形测量、地质填图、原始资料编录等基础地质工作。

4. 铀矿开采

生产铀的第一步是铀矿开采，任务是从地下矿床中开采出工业品位的铀矿石，或将铀经化学溶浸，生产出液体铀化合物。铀矿开采采用特殊方法，主要有露天开采、地下开采和原地浸出。

5. 铀矿石的加工

铀矿石加工的目的是将开采出来的具有工业品位或经放射性选矿的矿石加工富集，使其成为含铀较高的中间产品，即通常所说的铀化学浓缩物。进一步精制，加工成易于氢氟化的铀氧化物作为下一步工序的原料。

6. 铀的浓缩

为了提高铀-235浓度所进行的铀同位素的分离处理称为浓缩。现代工业上普遍采用的浓缩方法有气体扩散法、离心分离法等，其中气体扩散法和离心分离法是主要方法。浓缩处理以六氟化铀形式进行。

7. 核燃料元件

经过提纯或浓缩的铀，还不能直接用作核燃料。必须经过化学、物理、机械加工等处理后，制成各种不同形状和品质的元件，才能供反应堆作为燃料来使用。

8. 乏燃料的后处理

乏燃料的后处理目的是回收裂变燃料如铀-235、铀-233和钚，利用它们再制造新的燃料元件或用作核武器装料。此外，回收转换原料（如铀-238、铯-137、锶-90），提取处理所生成的超铀元素以及可用作射线源的某些放射性裂变产物（如铯-137、锶-90等），都有很大的科学和经济价值。

9. 三废处理与处置

在核工业生产和科研过程中，会产生一些不同程度放射性的固态、液态和气态废物，简称为"三废"。处理放射性废物时，除了靠放射性物质的衰变使其放射性衰减外，还采取多级净化、去污、压缩减容、焚烧、固化等措施将放射性物质从废物中分离出来，使浓集放射性物质的废物体积尽量减小，并改变其存在的状态，以达安全处置的目的。