第三章问题研究是否应该发展核能2022-2023学年高中地理人教版（2019）选择性必修3

问题研究

是否应该发展核能

核能被认为是清洁、高效的能源，利用核能既可减少现代社会对化石能源的依赖，又能避免化石能源所带来的环境污染和全球气候变化问题。大力发展核能对维护国家资源安全和环境安全似乎是双赢的选择。但核能也不是绝对安全的，特别是核能利用历史上发生的数次核泄漏事故对人类和自然环境产生了巨大的危害。因此，自核能诞生以来，有关核能安全性和潜在危害的争论和质疑从未停止过。发展核能到底有哪些优势和风险？我们是否应该发展核能？

     对这一课题的探究，建议采用以下思路。

知识拓展

资料1  发展核能的主要优势

核能是一种单位体积能量巨大的能源。1千克核原料完全裂变释放的能量相当于燃烧2400吨标准煤。1升海水中的氘（dao)通过核裂变释放的能量相当于300升汽油燃烧释放的能量。对于高耗能的产业和部门来说，使用煤炭、石油、天然气等化石燃料作为能源，往往需要预留充裕的空间存储燃料，并采用火车或轮船等大运量的交通工具进行运输。而核燃料对存贮的空间和运输的能力需求相对较小。与传统火力发电相比，虽然核电站的建设投资大、技术要求高，但核能平均发电成本低于传统的火力发电。

    与当前人类能源消费结构中占主导地位的化石能源相比，核能属于清洁能源，在开发和利用过程中，既不会产生污染环境的二氧化硫和氮氧化物等有毒物质，也不会产生使全球变暖的二氧化碳等温室气体。

相较于可能枯竭的化石能源，地球上现已探明的铀、钍、钚等核资源相对丰富；如果未来有更加成熟、稳定的核聚变技术，海水中的氘和氚还将为人类提供大量的核燃料。有人认为，核能是目前为止唯一能够大规模替代化石能源的能源。

资料分析：1.同化石能源相比，核能的优势体现在哪些方面？

①核能能量密度大，对存储空间和运输动力需求小，平均发电成本低；②核能属于清洁能源，开发利用过程中不会产生有毒物质和温室气体；③核资源相对丰富，远景储量大。

2.清洁能源还有哪些？这些清洁能源能否大规模替代化石能源？

清洁能源即绿色能源，是指开发利用过程中基本不排放污染物的能源，包括核能和可再生能源（如风能、太阳能、水能、地热能）等。

可再生能源在一定程度上可以取之不尽，用之不竭，是最理想的能源，但可再生能源受自然条件的影响大，不稳定，而且能量密度较小，投资和维护费用高，效率低，所以发电成本高，与化石能源相比，存在一定劣势，大规模取代化石能源的可能性较低。

随着技术进步，可再生能源的发电成本会逐渐降低。虽然目前全球能源以化石能源为主，清洁能源所占的比例还比较低，但清洁能源的发展势头迅猛。因此，可再生能源能否大规模代替化石能源，答案并不是固定不变的，要辩证地分析和认识问题。

资料2   发展核能的弊端

尽管目前核电技术日臻成熟，但在核能开发和利用过程中还存在诸多隐患。

    核能的开发和利用对技术的要求很高，这些技术不是每个希望发展核电的国家都能够轻易获得的。特别是核资源的开采和浓缩技术与核武器的开发技术相类似，技术扩散的途径或渠道往往会受到严格限制。核聚变发电后的核废料仍具有一定的放射性，因此不能随意丢弃。目前核废料处置是一项世界难题，大部分国家通过深埋至人迹罕至的深山或大洋底的方式封存和放置核废料。核电站还会向周边环境释放大量的热量，造成热污染。

    核能发电最大的风险在于核泄漏事故。人类和平利用核能至今一共发生了近10次严重的核泄漏事故，尤其是发生在1986年苏联切尔诺贝尔（今乌克兰境内）和2011年日本福岛的两次等级为7级(最严重级别)的核泄漏事故，对自然环境和人类社会危害巨大，其影响至今仍未完全消除。

资料分析：1.归纳开发利用核能存在的安全隐患。

从资料可以归纳开发利用核能存在的安全隐患主要有以下四个方面:第一，核能开发和利用 的技术扩散在在导致核武器扩散的风险；第二，核废料具有一定放射性， 处置难度大；第三，对周边环境造成热污染；第四，核泄漏事故对自然环境和人类社会危害巨大。

 2.自查资料，分析切尔诺贝利或福岛核泄漏事故对资源安全、环境安全和国家安全造成的影响。

不论是切尔诺贝利还是福岛核泄漏事故，都是人类核电发展史上最为严重的核事故之一，对所在区域和国家的资源安全、环境安全造成巨大的影响，从而威胁国家安全。从资源安全角度看，重大核泄漏事故的发生，会导致所在区域乃至国家的能源供应能力下降，短时间内电力供应紧张，影响生产、经济和社会的正常运行，甚至触发重大社会危机，引发区域性乃至全国性的政局动荡和武装冲突，威胁国家安全。从环境安全角度来看，重大核泄漏事故属于特别重大的突发环境事件，在短期内甚至长时期损害社会经济和自然环境，引发社会经济次生危机，甚至引电国际冲突，危及国家安全。

资料3   世界核电发展历程

世界核电发展主要经历了以下几个阶段：20世纪50—60年代起步阶段，诞生了世界上最早的一批核电站；20世纪70—80年代中期的迅速发展阶段，核电技术趋于成熟，外加世界石油危机的影响，核电得到迅猛发展；20世纪80年代中期至21世纪初的缓慢发展阶段，发展速度较前期放缓；21世纪以来的发展停滞阶段，总发电量达到峰值后不再增加，甚至有所减少（图3.35）。

 

资料分析: 1.据图概括世界核能发电总量变化的特点，并说明切尔若贝利和福岛等核泄漏事故对世界核能发展阶段性转折的影响。

世界核能发电总量变化的特点：世界核能发电总量在20世纪70- -80年代中后期呈较快增长态势， 20世纪80年代中后期至21世纪初缓慢增长; 21世纪初以来发展停滞，波动变化。

影响：切尔诺贝利和福岛等核泄漏事故，都产生了持久的国际影响，令全世界陷入核辐射恐慌。各国发展核电的信心受到严重打击，对发展核电可能造成的环境和自然的灾难日趋忧虑。多国核电发展决策日趋保守，有些国家出于安全因素的考虑，作出了弃核的决定。不仅如此，事故还促使各国提高核能技术、执行更严格的安全标准，增加了核电成本。全世界的核能产业在核泄漏事故之后，发展减速、停滞甚至倒退。从教材图3.35可以看出，2010年世界核电发电量处于高位，2011年福岛核泄漏事故发生，核电发展进人低潮，社会公众增大了对核电安全性的顾虑，电业投资者也放慢了投资步伐，当年及以后几年世界核电发电量较2011年明显减少，亚洲减少尤其明显。

2.根据图中6个地区核能发电量的变化，比较其核能发电变化过程的差别。

西欧和中欧、北美洲核能发电量占世界核电总量的比重高，其核电发展过程基本代表了世界的核电发展过程：起步早，20世纪70 -80年代中后期发展迅速，20世纪80年代中后期至21世纪初缓慢增长，21世纪初以来发展基本停滞，甚至有减少趋势。

亚洲、东欧和俄罗斯的核电起步稍晚，发电量不同年份有所波动，但整体上呈增长趋势，占世界核电总量的比重逐渐提高。