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1、解析如何正確看待核能摘要:2011年3月11日,日本本州東海岸附近海域發(fā)生了9.0級(jí)地震,并引發(fā)海嘯,并造成的核泄漏事故給環(huán)境以及人類的健康帶來了深重的傷害,也給不少的民眾帶來了一定的心理陰影和對(duì)核能應(yīng)用的抵觸。本文希望通過能夠較詳盡且通俗的解釋有關(guān)核的知識(shí),從而使大家能夠正確看待核能的應(yīng)用。什么是核能:核能即原子能,它是原子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而釋放的能量。通常的化學(xué)反應(yīng),僅涉及原子與原子之間相互結(jié)合關(guān)系的變化,而原子核不發(fā)生變化。在原子核反應(yīng)中,原子核的組成部分(中子和質(zhì)子)的相互關(guān)系發(fā)生變化。原子核中蘊(yùn)藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著
2、能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,叫核裂變,如原子彈爆炸;如果是由輕的原子核變化為重的原子核,叫核聚變,如太陽發(fā)光發(fā)熱的能量來源。由于這些粒子之間結(jié)合的緊密程度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原子間結(jié)合的緊密程度,因此核反應(yīng)中的能量變化比化學(xué)反應(yīng)大幾百萬倍。如,1公斤鈾-235裂變釋放能量相當(dāng)于234萬公斤標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放能量,相當(dāng)于16萬公斤石油燃燒釋放能量。核裂變,又稱核分裂是指由重的原子,主要是指鈾或鈈,分裂成較輕的原子的一種核反應(yīng)形式。原子彈以及裂變核電站的能量來源都是核裂變。核聚變,又稱核融合。是指由質(zhì)量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發(fā)生原子核
3、互相聚合作用,生成新的質(zhì)量更重的原子核,并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。相比核裂變,核聚變幾乎不會(huì)帶來放射性污染等環(huán)境問題,而且其原料可直接取自海水中的氘,來源幾乎取之不盡,是理想的能源方式。目前人類已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)不受控制的核聚變,如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用,必須能夠合理的控制核聚變的速度和規(guī)模,實(shí)現(xiàn)持續(xù)、平穩(wěn)的能量輸出??茖W(xué)家正努力研究如何控制核聚變,但是現(xiàn)在看來還有很長(zhǎng)的路要走。目前人類已較熟練掌握的核反應(yīng)是核裂變。核能的應(yīng)用:如此巨大的核能可以用來制造軍事上的殺傷性武器(原子彈、氫彈),但在更人道的做法是用核能來造福人類,最新的應(yīng)用就是核能發(fā)電
4、。核能發(fā)電的歷史與動(dòng)力堆的發(fā)展歷史密切相關(guān)。動(dòng)力堆的發(fā)展最初是出于軍事需要。1954年,蘇聯(lián)建成世界上第一座裝機(jī)容量為5兆瓦(電)的核電站。英、美等國(guó)也相繼建成各種類型的核電站。到1960年,有5個(gè)國(guó)家建成20座核電站,裝機(jī)容量1279兆瓦(電)。由于核濃縮技術(shù)的發(fā)展,到1966年,核能發(fā)電的成本已低于火力發(fā)電的成本。核能發(fā)電真正邁入實(shí)用階段。1978年全世界22個(gè)國(guó)家和地區(qū)正在運(yùn)行的30兆瓦(電)以上的核電站反應(yīng)堆已達(dá)200多座,總裝機(jī)容量已達(dá)107776兆瓦(電)。80年代因化石能源短缺日益突出,核能發(fā)電的進(jìn)展更快。到1991年,全世界近30個(gè)國(guó)家和地區(qū)建成的核電機(jī)組
5、為423套,總?cè)萘繛?.275億千瓦,其發(fā)電量占全世界總發(fā)電量的約16%。世界上第一座核電站—蘇聯(lián)奧布寧斯克核電站。中國(guó)大陸的核電起步較晚,80年代才動(dòng)工興建核電站。中國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的30萬千瓦(電)秦山核電站在1991年底投入運(yùn)行。大亞灣核電站于1987年開工,于1994年全部并網(wǎng)發(fā)電。核能發(fā)電利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似。只是以核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器來代替火力發(fā)電的鍋爐,以核裂變能代替礦物燃料的化學(xué)能。除沸水堆外(見輕水堆),其他類型的動(dòng)力堆都是一回路的冷卻劑通過堆心加熱,在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳給二回路或三回路的水,然后形成蒸汽
6、推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)。沸水堆則是一回路的冷卻劑通過堆心加熱變成70個(gè)大氣壓左右的飽和蒸汽,經(jīng)汽水分離并干燥后直接推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)。核能發(fā)電利用鈾燃料進(jìn)行核分裂連鎖反應(yīng)所產(chǎn)生的熱,將水加熱成高溫高壓,核反應(yīng)所放出的熱量較燃燒化石燃料所放出的能量要高很多(相差約百萬倍),比較起來所有需要的燃料體積比火力電廠少相當(dāng)多。核能發(fā)電所使用的的鈾235純度只約占3%-4%,其余皆為無法產(chǎn)生核分裂的鈾238。1954年,世界上第一座核電站在原蘇聯(lián)建成,從而開創(chuàng)了人類和平利用核能的新紀(jì)元。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1989年底,在世界27個(gè)國(guó)家和地區(qū)中正在運(yùn)行的核電反應(yīng)堆達(dá)到434座,其中美國(guó)最多,有111座?,F(xiàn)
7、在世界上正在建造的核電反應(yīng)堆有90多座。目前,核電已占世界發(fā)電量的17%。我們生活的地球上,核能資源非常豐富,可作裂變?nèi)剂系拟櫤涂赊D(zhuǎn)化為核燃料的鐵儲(chǔ)量很大,相當(dāng)于化石燃料總能量的10萬倍以上。按照現(xiàn)在全世界能量消耗水平計(jì)算,可用上萬年以上。輕核聚變產(chǎn)生的能量更為驚人,在海水中的抗達(dá)1億噸,可供人類使用1000億年。核發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)由于日本核電站的這次泄漏以及世界歷史上層出現(xiàn)過多次的和泄漏事故的傷亡以及對(duì)環(huán)境的破壞,也許有人會(huì)抱怨既然核電站會(huì)帶來如此巨大的危害,那為什么還要利用核發(fā)電呢?要利用核發(fā)電是因?yàn)樗膬?yōu)點(diǎn):1.核能發(fā)電不像