反应堆安全5篇

第一篇：反应堆安全

安全的总目标：核安全的最终安全目标为：在核电厂里建立并维持一套有效的防护措施，以保证工作人员，社会及环境免遭放射性危害。辅助目标：1·辐射防护目标2标设计基准事故(DBA)：要求安全设施达到最极端设计参量的事故称为核设施的设计基准事故（DBA）超设计基准：对于有些更严重的事时专设安全设施已不能有效制止事故的发展，这些事故称之为超设计基准事故（BDBA）纵深防御原则分为5个层次：第1层次防御的目的是防止偏离正常运行和系统故障 第2层次防御目的是检测和纠正偏离正常运行的情况，以防预计运行事件升级为事故工况 设置第3层次防御是基于以下假定：尽管极少可能，某些预计运行事件或始发事件的升级仍有可能未被前一层次的防御所制止，可能发展为更严重的事件。第4层防御的目的是应付可能已超出设计基准的严重事故，并保证放射性后果保持在合理可行尽量低的水平第5层次即最后层次的防御目的是减轻事故工况下可能的放射性物质释放后果。三道屏障：第一道屏障是燃料元件包壳 第二道屏障是将反应堆冷却剂全部包容在内的一回路压力边界 第三道屏障是安全壳，即反应堆厂房。单一故障准则：满足单一故障准则备组合，在其任何部位发生单一随机故障时，仍能保持所赋予的功能。核安全许可证制度几个阶段：1核电厂3核电厂的调试4核电厂的运行5核电厂的退役安全分析报告包括如下内容：1厂址及其环境的描述2建厂的目的，反应堆设计，运行和实验所遵循的基本原则（包括所用的法规，标准和规范），设计基准内部和外部始发事件，以及为保护厂区人员和公众安全为目的的安全系统性能的描述；3核电厂系统的描述，包括目的，接口，仪表，检查维护和所有运行工况以及事故工况下的性能4设计，采购，建筑，调试和运行方面的质量保证大纲的描述5对预计安排在反应堆内进行的，对安全具有重要影响的任何形式的实验的安全问题的检查6相类似核电厂的运行经验的回顾7假设始发事件及其后果的安全分析条件，包括足够的资料和计算，以便有条件进行独立评价8核电厂的支持安全技术条件，包括安全限制和安全系统整定值，安全运行的限制条件，设备检测要求，组织和管理上的要求。确保反应堆安全的4种安全性要素：1自然的安全性2非能动的安全性3能动的安全性4后备的安全性反应堆安全设施的三大安全功能：1有效地控制反应性2确保堆芯冷却3包容反射性产物根据反应堆运行工况的不同，可把反堆控制2功率控制3补偿控制控制棒按其作用不同可分为：棒，安全棒（停堆棒）核电厂运行工况分为4类：工况Ⅰ-正常运行和运行瞬变工况Ⅱ-中等频率事件，或称预期运行事件；工况Ⅲ-稀有事故；工况Ⅳ-极限事故（这类事故的发生频率约为10-6-10-4次/（堆·年）安全分析报告分析的典型始发事故安全分析报告的典型始发事故：1路系统排热增加2二回路系统排热减少3反应堆冷却剂系统流量减少4反应性和功率分布异常5反应堆冷却剂装量增加6反应堆冷却剂装量减少7系统或设备的放射性释放8未能紧急停堆的预期瞬变最终验收准则：1包壳最高温度不得超过1204℃2包壳的局部最大氧化量不超过反应前包壳总厚度的17％，以防止过量氧化的氢脆导致包壳机械强度不足而破裂3包壳氧化产氢量不得超过假设所有锆均与水反应所释氢总量的1％，以限制安全壳内氢爆的危险4堆芯必须保持可冷却的几何形状5必须能保证事故后排出衰变热的长期冷却能力。反应性引入事故是指向堆内突然一个意外的反应性，导致反应堆功率急剧上升而发生的事故。反应性引入机理：1控制棒失控提升2控制棒弹出3硼失控稀释失流事故概念：核电厂反应堆是借助于主冷却剂泵唧送冷却剂实现强迫循环来冷却的。如果反应堆功率运行时，主泵因动力电源故障或机械故障被迫停转，使冷却剂流量下降，冷却剂流量与堆功率失配，导致堆芯燃料包壳温度迅速上升，这种现象称为失流事故。失流事故包括：流量部分丧失 流失 主泵卡轴和主泵断轴4种，其中后两种属于极限事故。流量瞬变：取一长度为L，流量横截制体内流体A2pLdW[(A)2()2]WAdt0A0iAi22AW2e1g(z0z1)gHp22A的压降关系为：这个公式的物理意义是，任何一段流道流体压降等于该流道的惯性压降，加速压降，摩擦压降和重力压降之和再减去泵所提供的压头。热阱丧失事故定义：热阱丧失事故是或三回路故障造成堆芯入口处一回路冷却剂温度过高引起堆芯冷却能力不足的事故。热阱丧失事故的始发事件主要可以或全部给水中断2汽轮机跳闸，同时旁路阀门未打开。冷却剂丧失事故是指反应堆主回路压力边界产生破口或发生破裂，一部分或大部分冷却剂泄露的事故。大破口失水事故是指反应堆主冷却管段出现大孔直至双端剪切断裂并同时失去厂外电源的事故。未紧急停堆的预期瞬态（ATWS）是指没有紧急停堆在这些瞬态中，虽然一回路或二回路参数超过了保护定值，但控制棒组件未插入堆芯。ATWS的事故发生概率等于紧急停堆发生故障的概率和未紧急停堆时由明显后果的事故瞬态频率的乘积。可能导致比较严重后果的始发事件有：失去主给水，汽轮机停机，失去交流电源，失去凝汽器真空，控制棒组意外抽出和稳压器卸压阀意外开启等。其中以主给水丧失引发的ATWS最具代表性。蒸汽爆炸：蒸汽爆炸是一种声波压快速传热引起。在压水堆发生严重事故时，当熔化的堆芯物质与水接触时就可能发生这种快速传热。烟羽应急计划区以反应堆为中心7-10km为半径。在此区域内需要依据实际情况作好实际防护措施的准备。在该区域还要考虑在3-5km半径的区域内，作好人员撤离的准备。食入应急计划区以反应堆为中心，30-50km为半径。在此区域内，应加强辐射监测，并作好食物和饮水控制的准备。风险的定义：风险R（损害/单位时间）*C（损害/事件）整个故障树分析工作大致可以分为的顶事件和系统的分析边界和定义范围，并确定成功与失败的准则；2建造故障树，这是FTA的核心部分之一。通过对已收集的技术资料，在设计，运行管理人员的帮助下，建造故障树；3对故障树进行简化或者模块化；4定性分析。求出故障树的全部最下割集，当割集的数量太多时，可以通过程序进行概率截断或割集阶数截断；5定量分析。这一阶段的任务是很多的，它包括计算顶事件发生概率即系统的点无效度和区间无效度，此外还要进行重要度分析和灵敏度分析。在核电厂事故释放下，核电厂附近居民可能受到的主要辐射途径有以下4个方面：1放射性烟云的外照射2烟云地面沉积放射性的外照射3吸入空气中的放射性的内照射4通过食物链造成内照射辐射防护工作的基本原则：1辐射事业的正当化原则：除非对社会确有贡献，否则任何涉及辐射照射的活动都是不合适的；2防护水平的合理最优化原则：辐射剂量必须同时考虑经济和社会因素，做到合理可行尽量低；3个人所受到剂量的限制原则：个人所受的最高剂量当量不得超过规定限值，并留有一定的余地。个人剂量当量限值推荐值如下：均每年不超过20mSv,其中剂量当量最高的一年不得超过50mSv。

第二篇：秸秆生物反应堆技术及其发展趋势-材料

秸秆生物反应堆技术及其发展趋势

一、技术介绍

秸秆生物反应堆技术又称二氧化碳缓释富氧秸秆发酵技术，是由山东秸秆生物工程技术研究中心张世明研究员历时20年研发的一项全新概念的农业增产、增质、增效的有机栽培理论和技术。他的研究成功从根本上摆脱了农业生产依赖化肥的局面。技术的核心是利用微生物菌种将秸秆转化为农作物生长需要的营养、热量和有机物质，达到改善土壤、增强肥力、促进农作物高产优质生长的目的。与传统常规农业技术有着本质的不同，是一项能够有效解决设施农业土壤连作障碍、提高农产品产量、改善农产品品质创新栽培技术。

秸秆生物反应堆技术增产原理与作用：秸秆在添加畜禽粪便和微生物菌剂的作用下，分解成CO2，增加大棚中CO2浓度，一般可使作物群体内CO2浓度提高4～6倍，作物产量随着CO2吸收量的增加而增加。秸秆反应堆还提高大棚温度，在严寒冬天里大棚内20cm地温增加4～6℃，气温增加2～3℃。秸秆反应堆具有明显的改良土壤功效。秸秆在转化过程中能产生抗病源微生物孢子，可以调节土壤微生物区系，对土传病虫害产生一定的抑制和致死作用。

秸秆生物反应堆应用方式：主要有三种方式，内臵式反应堆、外臵式反应堆和内外臵结合式反应堆。内臵反应堆又分为行下内臵式反应堆、行间内臵式反应堆和树下内臵式反应堆；外臵式反应堆分为简易外臵式、标准外臵式两种。选择应用方式时，主要依据生产地种植品种、定植时间、生态气候特点和生产条件而定。外臵反应堆适合于春、夏和早秋大棚栽培，内臵反应堆除了用于保护地作物越冬栽培、还用于大田、果树等作物栽培。

秸秆生物反应堆转化率：1kg干秸秆可转化1.1kgCO2、3037千卡热量、0.13kg生防有机肥和0.003kg抗病微生物孢子。这些物质和能量用于果蔬生产，可增产农产品0.6-1.5kg，品种不同增幅有差异。

二、主要优缺点

（一）主要优点

1、技术优势凸显现代农业科学内涵。秸秆反应堆利用的都是农作物的废弃物，操作简单、易于掌握，稍作示范讲解，大部分农民都能掌握。以玉米秸秆、稻草、杂草等为基本原料，加上生物菌剂让秸秆分解，产生二氧化碳和热量等，在栽培层的20cm之下，把地加热。秸秆分解产生的热量，可以使棚内地温增高1～3℃，气温增高3～5℃，地温增高能增强作物抗病能力。在冬季放风量较少的情况下，秸秆发酵产生的二氧化碳可以满足作物光合作用的需要，产量提高，增加产量30%～50%，甚至加倍。

2、成本优势凸显现代农业经济内涵。秸秆反应堆技术每亩所需菌种成本在60～500元，投入产出比在1∶10以上。秸秆反应堆对解决棚室建设及设施农业推广的资金问题是个有利措施，在1亩地上用秸秆反应堆产生的效益相当于新建半亩温室。减少化肥用量，节约成本。秸秆经微生物分解后变成容易被作物吸收的营养元素，可以节省化肥30%-50%。

3、产品优势凸显现代农业质量内涵。秸秆反应推使用的高活性菌种，在发酵过程中产生大量有益菌株，对多种致病病菌有抑制、杀灭作用，降低化学杀菌剂的使用量。秸秆可以储存大量水分，不断满足蔬菜根系需要，降低棚内空气湿度，减少浇水次数，减少病害发生。秸秆经微生物分解后变成容易被作物吸收的营养元素，并生成有机质，活化了土壤中被固定的营养元素，使农作物生长茁壮。全球的设施农业都有土壤盐渍化问题，连续使用秸秆反应堆技术使土壤结构明显改善，通透性增强，团粒结构好转，有机质含量提高，作物根系明显增旺，为可持续发展创造了有利条件。由于减少了化肥和杀菌剂的使用，蔬菜商品性大大增强。

4、环境优势凸显现代农业生态内涵。秸秆反应堆是农村秸秆有效利用的好途径，1亩温室要消耗4亩的秸秆。这种生态技术，实现了能源的循环利用，在农业体系内的高效利用，提高了秸秆的利用率，产生良好的经济效益，同时有效解决焚烧秸秆造成的环境污染等问题。为农业增效，农民增收，农业良性循环和可持续发展提供了高效创新的技术支撑。

（二）主要缺点和措施 秸秆生物反应堆虽然是一项很好的技术，但很多农民在操作过程中出现了一些问题，导致秸秆生物反应堆的使用效果大打折扣。

1、氮肥要前补后控。秸秆碳氮比很高，一般在60-100：1，而秸秆适宜分解的碳氮比是25：1。若秸秆反应堆未及时补充速效氮肥，会造成土壤微生物与蔬菜根系争氮，影响幼苗正常生长，出现幼苗发黄、瘦弱等问题。因此，在秸秆还田后，要注意增施氮肥。每一千斤秸秆（大约一亩地的玉米秸秆量），需要补充尿素40-50斤，才可满足秸秆分解的需要。按照使用秸秆量的多少，确定氮肥施用量。若未随秸秆施入氮肥，蔬菜生长中后期则要控制氮肥使用量。因为秸秆在分解过程中会逐步释放较多的氮，如果在此时再按照原来的习惯大量补充氮肥，会导致氮肥量过多，造成植株旺长。所以，在后期应少用或不用氮肥。

2、病菌蔓延，产生新病害。秸秆上面多带有大量的病菌和虫卵，直接运进棚里、铺在地上，很容易加重病虫害发生。未使用专用菌种或使用量不足或使用了劣质菌种，会导致秸秆所带病菌在棚室中蔓延，产生新病害。

3、所用菌种质量低劣，效果不明显。有部分产品短期内使用效果不错，但由于其所用菌种没有经过农业部微生物肥料登记部门进行的菌种检验、产品毒性检测及质量检测，存在产品质量不稳定，施用不安全等原因，建议购买有微生物肥料登记标识的菌种产品。

4、注意灾害性天气防御。注意灾害性天气防御棚室秸秆生物反应堆技术确有提温作用,但在寒流或暴风雪等恶劣气候下仍然需要采取加盖底脚苫、设小拱棚、临时加温等增温保温措施。同时,更应重视收听天气预报,提早预防,不能认为采用秸秆生物反应堆技术即可抵御灾害性天气。

三、推广应用情况

经2003年对国内、以及全省部分地区不完全调查，推广应用该项技术的有山东省的济南市的济阳、商河；聊城市的东阿、高唐、萃县、阳谷、荏平；临沂市的苍山、蒙阴；枣庄市的峰城；滨州市的邹平；淄博市的桓台；烟台市的招远；泰安市的岱岳区。以及北京、天津、上海、杭州、江苏、河南、河北、陕西、辽宁等9省市、二十几个县的8000多个大棚和150hm2果园上推广应用。据各点上应用结果，单一用内臵式生物反应堆增产30%左右，增加效益40%以上。内外臵结合式反应堆技术高的可增产50%左右，增效60%左右。山东省农技推广总站2003年对济南市、临沂市、烟台市、枣庄市等地方实地调查，该项技术日光温室甜椒应用，甜椒植株高大、枝叶繁茂，病虫害轻、甜椒个头比对照大而且商品性好，坐果率比对照提高122%，可提前10d上市，增产幅度50%左右，一般比对照每棚增加日6000多元；该项技术在露天的果树上运用，果树植株健壮、叶片大而厚、叶色深绿、有光泽，结果多且集中于下部、个头大、着色鲜艳、外观好、口感佳、商品性好；该项技术在黄瓜上应用，黄瓜的瓜条直，商品性好，结瓜期长，产量比对照增加40%，增效50%左右；该项技术在石榴上应用，石榴大而甜、果皮光亮，比对照增加产量40%以上，增效50%左右。

到目前，该技术在山东、河北、天津、北京等14个省156个县（市、区）示范推广，取得良好的经济、生态和社会效益。经全国多个省、市、自治区大面积应用证实，该技术大幅度提高资源利用率，促进农业良性循环，降低生产成本，显著地提高农产品产量和质量、使资源利用与农民增收，环境保护、食品安全融为一体，为农业的可持续发展探索出一条新途径。正如中国工程院院士于松烈教授指出：秸秆生物反应堆技术必将引起一场新的农业革命。该项目获得联合国第27届农业科研成果最高奖，中央电视台等多家媒体先后对秸秆生物反应堆体系进行了相关报道。

2004年以来，农业部在多次组织专家考察后，将该项技术列为防止农业面源污染的重大技术之一。农业部连续两年立项拨专款支持山东、河南、河北农业厅推广该技术，并与2008年4月在山东淄博举办了14省秸秆生物反应堆技术推广培训班。山东省人民政府高度重视该项技术的推广应用，财政厅、科技厅和农业厅连续多年将该项技术列为农业主推技术；每年扶持推广资金1000万元以上。2006年以来，河北、辽宁、甘肃等省人民政府也相继大力推广该项技术，并加大财政扶持力度。2006年5月，全国政协将该项目列为重要提案，引起中央有关领导的重视，并做出重要批示。民革中央把该技术作为社会服务、科技扶贫的主要项目，多次召开推广现场会。2009年2月，由民革中央牵头，国家八部委在甘肃省白银市召开全国秸秆生物反应堆推广现场会议。全国人大会副委员长周铁农出席会议并做重要讲话。与会代表通过交流、现场参观，一致认为该项技术涉及全社会各阶层切身利益，是一项公益事业性极强的重大科技项目。现已有28个省市自治区先后引进该项技术，取得了显著的经济效益；生态效益和社会效益。

四、未来发展趋势与建议

该项技术自上个世纪80年代开始研究，90年代开始区试，2001年开始进人大田推广运用示范，由于经济效益、生态效益极为显著而得到推广单位的认可，有的农户还自发使用生物反应堆技术。从山东省应用结果分析来看，运用该项技术，肥料减少投资50%、农药投资减少50%，上市期提前10d～15d，收获期延长20d～30d，其中果树类增产50%左右。含糖量提高l%～2%；蔬菜类增产30%以上；瓜类增产40%以上，含糖量提高1%～2%，品质明显改善，农药残留童降低。使用生物反应堆技术能使土壤中有机质增多，改良了土壤，农村大量的桔秆的合理使用，净化和保护了环境，农业增效、农民增收，有短期和长期的效益，是当前农业迫切需要解决的（诸如农产品质、环境污染）等问题的最佳方法，具有广阔的应用前景。

（一）秸秆生物反应堆配套菌种研发。随着秸秆生物反应堆技术的大面积推广,必将有大批新的菌种问世，菌种作为一种产品要加强规范。在新菌种大面积应用前必须进行生产试验，以验证其是否适应当地条件，有无不良影响，如何选择应用方式及怎样操作能达到最佳效果等。否则新菌种如直接应用很可能达不到预期效果，如使用不当还可能造成减产，也必将对此技术的推广带来不良影响。

（二）有关部门应继续加大资金扶持力度。目前生产上常用的菌种为80～500元/667m2，有些地区还需秸秆费用约300 元/667m2，若选用外臵式反应堆则还需塑料薄膜管及CO2交换机等小型设备的投入。由此来看，尽管此技术增效明显，但增加的投入也相对较大,在农民认识阶段,需要政府投入专项经费予以扶持。为此建议有关部门,按应用该项技术的棚室数量予以适当资金补助。

（三）加快配套技术的试验与研究。秸秆生物反应堆技术还有巨大的增产潜力有待挖掘。目前该技术的相关配套技术还有待完善，如膜下滴灌、渗灌，增光补光，病虫草害综合防治，灾害性天气防御技术等。这些技术如何集成为一体，互相配合发挥最大的增产、提质作用，还应加快试验与研究。

（四）出台秸秆生物反应堆技术规程。秸秆生物反应堆技术总体来讲增效明显、操作简单，但应用中也有很多细节易出现问题，如不按标准实施则不能表现出好的效果，因此各地相关部门应在多次试验的基础上出台不同应用方式的秸秆生物反应堆技术操作规程，以便技术人员及农户参照使用，以发挥技术应有的效能。

第三篇：NRC先进反应堆监管政策声明

先进反应堆监管政策声明

（73FR60612，2008.10）

依法律授权，委员会关于规范核电反应堆的政策是对环境、公众健康、安全、公共防务和安保提高足够的保护。对于先进的反应堆，该委员会要求对环境、公众健康、安全、公共防务和安保的保护不低于目前的轻水反应堆标准。

此外，委员会要求先进反应堆提供更好的安全保证或采用简化的、固有的，非能动的或其他创新的方法来实现他们的安全功能。以下条件有助于先进反应堆的认可和批准，因此应在先进堆的设计时加以考虑：

•高度可靠的和不太复杂的停堆和余热排出系统。鼓励采用固有的或非能动属性来实现这一目标（负温度系数，自然循环等）。•在到达安全系统的极限或使重要设备处于危险状态之前，具有足够的时间余量，以允许更多的诊断和管理。

•简化安全系统，尽可能减少操作员的干预、应对极端情况的设备数量、保持安全停堆所需要的组件。如此简化后的系统应便于操作者理解，实现可靠的系统功能和便于工程分析。

•通过提供足够的固有安全、可靠、冗余、多样、独立的安全系统，从设计上实现减少严重事故的可能和减轻事故后果。把重点放在减少潜在事故发生的可能，而不是减轻事故的后果。•保证辅助设施（BOP）的可靠性来降低其对安全系统的影响（或使安全系统独立于BOP）。

•采用易于维护的设备和部件。

•减少工作人员受到辐射影响。

•纵深防御理念要求，通过辐射防护的多种障碍，并通过减少潜在的事故发生概率和减轻事故后果。

•采用经过验证的成熟经验或承诺通过合理的技术验证计划来验证的技术。

•在设计中考虑外部袭击（例如恐怖袭击的威胁）情况，可以通过设施的设计和工程的安全功能和通过缓解措施的制定，以减少对人为操作的依赖。

•在飞机撞击情况下，防止同时发生安全壳破裂（包括安全壳旁通）和核心冷却系统失效。或采用减缓放射性释放的成熟系统（如果防止释放是不可能的）。

•保证飞机撞击后乏燃料池的完整性。

•消除或减少核材料被盗的可能。

•采用被动式核材料保护系统。

如果某个先进反应堆设计满足上述的部分或所有要求并提交给NRC进行评论，委员会可以制定初步设计安全评估和许可的评价标准。上述要求可以促进更快速有效的设计评审。然而，上述所列的要求并不意味着特定的许可标准将与所列要求完全相同。公众对部分或所有的设计要求可能将会有更深入的认识。事实上，对监管的要求取决于一个先进反应堆设计是否满足上面所列的基本安全要求。

此外，委员会希望这些先进的反应堆设计的安全功能将辅之以应急计划的实施程序（EP）。应急计划实施程序必须经过检查、演练、分析和验收程序以确保既定措施的有效实施。委员会还要求先进的反应堆设计要符合委员会的安全目标的政策声明（51 FR 28044；1986年8月4日，修订升级后51 FR 30028；1986年8月21日），和公制测量系统的政策声明（61 FR 31169；1996年6月19日）。

提供先进反应堆更加及时有效的监管，委员会鼓励申请者、供应商、其他政府机构与NRC尽早的相互沟通，探讨先进反应堆的监管要求和提供相关各方包括公众及时的、独立的先进反应堆的安全和安保特性评估。这种在设计早期的许可的接触和探讨

将有助于在先进反应堆许可和法规建立过程中减少复杂性和增加稳定性和可预见性

虽然NRC不参与新的反应堆设计，该委员会愿提升能力在适当的时候及时评估和应对提交给NRC审查的先进反应堆。以往的经验表明新的反应器设计，即使是现有反应堆的变更可能涉及必须解决的技术问题以保证公众健康和安全。这些设计问题越早确定，越早解决。我们提醒潜在的申请者，NRC将对新的设计理念进行审查和评价，申请者有负责提交文件和必要的研究以支持某些技术的应用。研究活动包括非成熟技术的安全或安保性能的测试，包括使用简化的、固有的、非能动的技术实现他们的安全或安保功能。测试应确保这些新特性与预期相符，将提高足够的数据来验证计算机程序，并证明系统的相互作用的影响是可以接受的。

先进的反应堆开发的初始阶段期间，委员会特别鼓励那些提高安全性，可靠性和安保（如以前所描述的）的设计创新，鼓励采用已成熟的技术或可以通过简单开发的技术。先进反应堆由于缺乏重要的运行经验，对采用成熟的技术或新技术开发项目的创新使用计划应尽可能早的提交给NRC进行审查，以便NRC评估所提出的方案可能会影响的监管要求。

最后，NRC相信为了公众、设计供应商和许可证申请人共同利益，必须在设计阶段的早期解决安全问题以达到一个更充分和有效的未来核动力反应堆安全特性。

美国核管理委员会。

（吴锦坤译于2014年3月。能力有限不当之处请指正，联系方式：wujkster@163.com）

第四篇：秸秆生物反应堆技术工作总结A (1000字)

秸秆生物反应堆技术研究与示范项目

技术报告

“秸秆生物反应堆技术研究与示范”是一项充分利用秸秆资源，大幅度提高瓜果菜产量，改善品质的现代农业生物工程创新技术，是目前山东省农业厅、科技厅向广大农民朋友重点推广的新技术。该项目属市科技项目，在500个大棚户实施，已带动周边2000个大棚户进行应用。

一、秸秆生物反应堆研究的依据和原理

所谓秸秆生物反应堆技术，就是采用生物技术，将秸秆转化为作物所需要的二氧化碳、热量、抗病孢子、矿质元素、有机质等，进而获得高产、优质、无公害的农产品。该项技术的实施，可加快农业生产要素的有效转化，使农业资源多层次充分再利用，农业生态进入良性循环。

秸秆反应堆的技术原理是：植物光合吸收二氧化碳和水形成的秸秆，通过加入微生物菌种、催化剂和净化剂，在通氧的条件下定向重新产生二氧化碳、水、热和矿质元素，在这个过程中又产生出大量的抗病虫的菌孢子，再通过一定的工艺设施，提供给作物，使作物更好地生长发育。这样植物光合合成有机物，微生物氧化分解有机物，二者在物质转化，重复再利用的过程中构成了一个良性循环的生物圈。这就是秸秆生物反应堆的依据和原理。

该技术简单易学，农村原材料充足，造价低、效果明显，适宜在农村进行大面积推广。每667平方米（1亩）大棚应用秸秆在不少于4000千克的情况下，可将大棚内二氧化碳浓度提高4-6倍，在冬天最冷时能使20厘米地温提高4-6℃，气温提高2-3℃，使病害减少60%以上，第一年可减少化肥用量50%以上。应用该技术，可提高大棚瓜果菜产量30%以上，提前上市7-15天，大棚菜结果期延长30天，农产品品质明显提高。一般一个667平方米的大棚果菜，增效达5000元，节约化肥、农药、鸡粪投资2000多元。

二、主要技术措施

1、秸秆种类：多以作物秸秆为主，主要是玉米秸、麦秸，兼用豆秸、花生秧、花生壳、谷秆、高梁秆、向日葵秆、树叶、杂草、食用菌栽培菌糠和牛、马粪便等。

2、应用方式：内置式反应堆操作：在种植行下或行间开沟20厘米深，宽度根据要求而定，铺秸秆，撒菌种，覆土，浇水，打孔，定植。

3、菌种、秸秆用量及比例：

⑴菌种：生物反应堆发酵制剂是多维复合酶菌群制剂,由石家庄市格瑞林生物工程技术研究所提供。

⑵菌种用量：内置式每亩8-10千克，外置式每亩9千克。⑶秸秆用量：每亩3000-4000千克，菌种与秸秆的比为1：400。

4、操作规范：

（1）操作时间：内置式应比定植播种期提前20天左右，最少不低于10天，否则表现效果会错后。

（2）浇水：第一次浇水要以湿透秸秆为准，第二次浇水间隔时间要长达30～40天，第三次浇水要巧（常规法浇2～3次水，反应堆技术浇一次水）。（3）禁用各种化肥和杀菌剂，使用化肥、农药会降低菌种活性，过量会使菌种死亡，使作物减产。

（4）温室、大棚和拱棚采用内置式，一般不用地膜覆盖，因为地膜覆盖会阻碍co2冒出和氧气的进入，影响反应堆的定向转化和反应速度。

（5）使用内置式掌握四不易的原则：一是开沟不超过20cm；二是菌种每亩不少于8-10千克，秸秆每亩不少于3000-4000千克；三是覆土厚度25cm；四是浇水后3天内打孔，孔要2cm见方。

5、使用植物疫苗应注意的问题：（1）接种前：按1kg麦麸对13kg水的比例搅拌均匀，堆积4-5h备用。疫苗、中间料（草粉）与水拌匀，堆积放热处理3-5天，再进行接种，防止烧苗；

（2）接种后：每株浇水一碗，一周二次进行降温；

（3）接种分两次进行，育苗期和定植期；

（4）打孔通氧防止疫苗失活。

三、效果分析

秸秆生物反应堆在黄瓜、茄子上应用试验结果分析

1、试验结果：

在黄瓜上的应用研究 地点：夏庄镇郭家小庄(试验棚主张高,对照棚主是郭仁学,大棚面积均为1亩)在茄子上的应用研究 地点：夏庄镇向阳村(试验棚主栾世俭,对照棚主是栾世生,大棚面积均为1亩)

1、防病效果显著。从表中可以看出：反应堆黄瓜棚比常规种植黄瓜大棚每亩用药量减少300元，反应堆茄子棚比常规种植茄子大棚每亩用药量减少210元。秸秆反应堆使用的高活

性菌种，在发酵过程中产生大量有益菌株，对多种致病菌有抑制、杀灭作用，从而减少了病害尤其是土传病害的发生，降低化学杀菌剂的使用量，从而使农药成本显著降低。

2、化肥用量减少。反应堆黄瓜棚比常规种植黄瓜大棚每亩用肥量减少200公斤，反应堆茄子棚比常规种植茄子大棚每亩用肥量减少200公斤。秸秆经微生物分解后变成容易被作物吸收的营养元素，并生成有机质，活化了土壤中被固定的营养元素，从而可以节省化肥50%。而且大量使用秸秆开辟了秸秆的利用途径，减少了焚烧秸秆产生的环境污染问题。

3、土壤结构得到改良。连续使用该技术土壤结构明显得到改良，土壤通透性增强，团粒结构出现好转，作物根系明显增旺。

4、作物产量和品质得到提高。反应堆黄瓜棚比常规种植黄瓜大棚每亩产量增加3000公斤，反应堆茄子棚比常规种植茄子大棚每亩产量增加2000公斤。在使用该技术后，在冬季放风量较少的情况下，秸秆发酵产生的二氧化碳可以满足作物光合作用的需要，叶片肥厚，产量较对照提高25%—50%。由于减少了化肥和杀菌剂的使用，口感明显好于对照，且商品性大大增强。

5、棚内气温、地温得到提高。选定当地一年气温最低的12月份，每天早上12时、下午4时、晚上22时对2个相同位置的大棚的气温和20cm的地温进行调查记录，共调查120次，经汇总对比，试验棚与对照棚相比；上午气温高1.25℃,地温高

3.15度；中午气温相同，地温高4.8℃;下午气温高2.85℃；晚间气温高2.45℃，地温高3.1℃。综合平均每天气温高1.65℃，地温高3.81℃。秸秆分解产生的热量，可以使棚内增温效果十分明显。

6、浇水次数减少。反应堆黄瓜棚比常规种植黄瓜大棚浇水次数减少4次，反应堆茄子棚比常规种植茄子大棚浇水次数减少4次。尤其在深冬季节，秸秆可以储存大量水分，不断满足黄瓜根系的需要，从而减少浇水次数，降低棚内空气湿度。

7、生育期延长。反应堆黄瓜棚比常规种植黄瓜大棚生育期延长32天，反应堆茄子棚比常规种植茄子大棚生育期延长25天。

8、棚内二氧化碳浓度提高。因无二氧化碳浓度测量仪器，没有具体的数据。从作物长势调查发现，采用该技术的植株节间短而粗、长势壮、叶片厚、表面有光泽、墨绿色，而对比棚植株明显长势弱、节间长而细、叶片黄而薄，这些现象证明了实验棚内二氧化碳浓度高，光合作用强。

四、技术结论

一是大量作物秸杆得到了合理利用解决了农村“草堆”问题，保护了环境，促进了生态村建设。以每亩利用4000-5000千克作物秸杆计，该项目已可消化8-10万亩的作物秸杆。二是很大程度上减少了化肥、农药的用量，降低了生产成本，保证了食品安全。三是提高了作物产量，增加了经济效益。6

第五篇：反应堆热工课程设计研究论文

摘要：任务驱动法是一种以任务为主线，以学生为主体的教学方法。本文结合反应堆热工课程设计的教学实践，探讨任务驱动法在课程设计中的应用。并以“压水堆堆芯单通道稳态热工分析”为例，通过科学设计课程任务、合理设置实施方案和有效优化评价体系三个过程，阐述任务驱动法在反应堆热工课程设计中的应用。结果表明不仅有利于提高学生的实践能力，还能培养学生分析问题和解决问题的能力，充分发掘学生的创造潜能。

关键词：任务驱动法；反应堆热工；课程设计

引言

近年来，核电技术的迅速拓展及深入对高校核电技术人才培养提出了更高的要求。培养学生实践创新能力已成高校人才培养的主要目标。课程设计是提高学生实践创新能力的重要途径。我校针对核工程与核技术专业反应堆工程方向开设反应堆热工课程设计，该课程以我校核能与核技术工程国家级虚拟仿真实验教学中心为依托，是我校培养核专业学生实践能力和创新精神的重要手段。传统反应堆课程设计教学是以教师为主的手把手式的教学模式，不能充分激发学生的创造潜能。采用任务驱动教学法，明确“任务”的目标性和教学情境的创建，使学生带着真实任务在探索中学习，从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力。

一、反应堆热工课程设计的任务

“反应堆热工课程设计”是我校在《反应堆热工》理论课程学习后开展的一门独立课程。该课程的任务主要包含以下几点：其一，以反应堆相关理论知识为基础，建立符合课程设计任务要求的热工模型；其二，强调利用数学思维解决问题，引导学生学习先进数值模拟方法，其三，以我校国家级核能与核技术虚拟仿真实验教学中心为依托，利用各种编程语言开发求解程序，完成题目内容、分析对比、撰写报告。以“压水堆堆芯单通道稳态热工分析”为例，其主要任务包含：利用压水堆堆芯单通道相关理论知识，建立堆芯单通道稳态模型，采用数值计算方法如四阶龙格库塔方法求解模型方程组，最后开展计算分析并撰写报告。目的是培养学生综合运用反应堆热工相关知识，提高学生解决实际问题的能力，培养研究性思维和创新能力，获取新的知识和经验。

二、任务驱动法的实践

“任务驱动法”教学是“以任务为主线，以学生为主体，教师为辅，全程参与”的教学模式，改变了以往以教师为主的手把手式的教学模式，创造以任务定目标，学生主动参与，自主学习的新型教学模式。

（一）科学设计任务

要科学建立课程设计任务，就必须彻底打破学科“各自为政”的课程设计思路，增强课程设计内容与能力要求的相关性。要求在设计任务时必须考虑如下几点：

1.任务目的的科学性。反应堆热工课程设计的教学目标包含认知目标和操作目标两个层面。认知目标主要是要求学生理解掌握反应堆热工的基础知识；操作目标主要是要求学生学会利用计算机技术和先进数值计算方法，熟练开展反应堆热工设计，能够发现自己的错误并予以改正。

2.任务的实践性和可操作性。课程设计的实践性和可操作性是完成设计任务的必要前提。教师在进行任务设计时，一定要注重任务的实践性和任务的可操作性，尽可能设计一些通过设计操作完成的教学任务的案例。比如“压水堆堆芯单通道稳态热工分析”这一任务，先通过分组，开展单通道建模及模型求解，然后开展小组内讨论，及时纠正问题，然后进行小组比赛，最后通过小组互评和教师评价得出最后的名次，这样的任务具有可操作性、趣味性、激励作用。

3.任务层次感分明。由于学生学习能力存在差异，因此设计任务时应注重层次，即把一个大“任务”转换成一个个小“任务”，同时考虑这些“任务”之间是循序渐进、层层深入的，只有这样，学生才能更好、更快地掌握这项技能，才能用已经掌握的“任务”作铺垫，学习其他更深层次的“任务”。例如“压水堆堆芯单通道稳态热工分析”这一任务，需要计算堆芯单通道内的温度场，包括燃料芯块温度、包壳温度及冷却剂温度。在已知稳态轴向功率分布的情况下，通过建立堆芯稳态单通道模型，依次求解得到冷却剂温度、包壳温度、燃料芯块温度。

（二）合理设置实施方案

确定好设计任务后，需要明确实施方案。在反应堆热工课程设计教学中，通过以下几个步骤开展实施方案：第一步，查阅资料。学生可以利用学校图书馆及互联网数据库查阅收集与课程设计相关的资料，抓住课程设计任务的本质，从而可以为下一步作准备，便于能够独立地进行每一个工作步骤。同时，也可以将收集到的信息以个人或小组的形式准备对课程设计任务的分析。在这一教学环节结束时，教师将每人准备的答案贴在黑板上，引导学生展开讨论和交流各自的依据，明确设计任务的本质。第二步，制定计划。围绕课程设计任务制定完成设计任务的计划，包括具体工作的日程安排。通常以书面的形式拟定工作计划。第三步，决策实施。采用师生相互交流的方式开展讨论，就所拟定的计划是否适合学生的实际水平、提出的解决方案是否可行以及所选择的工具是否合适等问题交换意见，作出较为合理的决策。在执行决策中，工作与检验互相交替，不断反馈，调整进度和修订方案。以小组的形式工作，要求学生既要学会独立思考，又要有较好的团队合作精神。第四步，检查分析。从两个大的方面开展检查分析，一是在整个实施过程中需要建立正确的数学模型，并制定可行的计算流程，在编制程序中要确保程序中结构逻辑的正确性；二是在实施终结时，将最后的计算结果进行组内互查，及时发现自己的错误，再在小组之间进行互查和老师检查。

（三）有效优化评价体系

以最终的分析报告作为学生评分的最终依据的传统评分方式，评价过程简单、评价方法单一，这种评价方式无法全面考察被评价者在动态的、真实的背景中的综合能力。因此，优化课程设计评价体系意义重大。可以通过采用发展性课程评价方式，提倡评价方法多样化和融合性的方式完善评价体系。评价内容主要包括对前几个步骤的评价、任务完成的成果的评价和学生行为的评价，如工作态度、责任心等评价。通过评价学生学到必要的技术规范，学会对自己行为做出公正的评价，同时激发他们的学习热情。最后教师要通过学生完成任务的情况、本节应用到的知识、技能进行总结和点评，让学生理清思路，让层次较低的学生得到提高。比如：根据规定的评价指标，采用小组互评和教师评价两种方式评定小组成绩和学生个人成绩，并由教师综合小组互评和教师评价的结果给出“小组最终成绩”和“学生最终成绩”肯定优点，作为宝贵的经验。发现问题，查找原因，提出预防措施和改正方案。不同的评价方法相互结合、取长补短，优势互补，使评价结果更加客观、公正、准确。

三、结束语

以我校核能与核技术工程国家级虚拟仿真实验教学中心为依托，采用任务驱动法开展对“反应堆热工课程设计”课程教学方法的实践探索，取得了良好的教学效果，但在采用任务驱动法开展其他专业内容的教学时，还需必须结合实际情况灵活选择，以达到教学质量和教学效果的最优化。

参考文献

[1]付山明.任务驱动法在《建筑工程测量》课程中的应用探讨[J].科技信息，2011.[2]熊淑慧.任务驱动主体参与教学法探讨[J].中国职业技术教育，2007.[3]唐占红.竞赛任务驱动法在高职高专计算机专业课程教学中的应用研究[J].高教学刊，2015.