核能的開發(fā)與應(yīng)用

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1、核能的開發(fā)與利用摘要:核能是人類歷史上的偉大發(fā)現(xiàn)。從1942年美國(guó)芝加哥大學(xué)成功啟動(dòng)了世界上第一座核反應(yīng)堆到現(xiàn)在，它已經(jīng)被人類應(yīng)用于多種方面，如核能發(fā)電、制造原子彈氫彈、煙霧探測(cè)器等，其中尤其是核能發(fā)電,給人們生活帶來了很大的便利的同時(shí)，也為這個(gè)世界節(jié)約了大量的化石能源與森林資源。核能作為人類社會(huì)上最有希望的未來能源，具有極大的開發(fā)價(jià)值，尤其是在當(dāng)今這個(gè)資源匱乏的時(shí)代中。但是，由于其極大的輻射和能量，核能同樣具有令人畏懼的破壞力，潛在地危害著人類及其他物種的生命。所以，倡導(dǎo)安全核能勢(shì)在必行，它的應(yīng)用更要小心謹(jǐn)慎地實(shí)行。關(guān)鍵詞：核能，核反應(yīng)堆，核電

2、站，利與弊，開發(fā)，應(yīng)用一、認(rèn)識(shí)核能1?核能基礎(chǔ)知識(shí)原子核包括質(zhì)子和中子，質(zhì)子數(shù)決定了該原子屬于何種元素，原子的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和。如一個(gè)鈾?235原子是由原子核（由92個(gè)質(zhì)子和143個(gè)中子組成）和92個(gè)電子構(gòu)成的。如果把原子看作是我們生活的地球，那么原了核就相當(dāng)于一個(gè)乒乓球的大小。雖然原子核的體積很小，但在一定條件下它卻能釋放出驚人的能量。核能,又稱原子能，它是原子核里的核子——中子或質(zhì)子，重新分配和組合時(shí)釋放出來的能量。核能分為兩類：一類叫裂變能，一類叫聚變能。核能是不可再生能源。裂變能,重核發(fā)生裂變時(shí)釋放的能量。重核裂變是指一個(gè)重原

3、子核，分裂成兩個(gè)或多個(gè)中等原子量的原子核，引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而釋放出巨大的能量。例如，當(dāng)用一個(gè)中子轟擊U-235的原子核時(shí)，它就會(huì)分裂成兩個(gè)質(zhì)量較小的原子核，同時(shí)產(chǎn)生2-3個(gè)中子和卩、y等射線，并釋放出約200兆電子伏特的能量。如果再有一個(gè)新產(chǎn)生的中子去轟擊另一個(gè)鈾?235原了核，便引起新的裂變，以此類推，裂變反應(yīng)不斷地持續(xù)下去，從而形成了裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，與此同時(shí)，核能也連續(xù)不斷地釋放出來。?質(zhì)子J中子鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)示意圖聚變能,輕核發(fā)生聚變時(shí)釋放的能量。輕核聚變是指在高溫下（幾百萬度以上）兩個(gè)質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新核并放岀大量能量的過程

4、，也稱熱核反應(yīng)。它是取得核能的重要途徑之一。由于原子核間有很強(qiáng)的靜電排斥力，因此在一般的溫度和壓力下，很難發(fā)生聚變反應(yīng)。而在太陽等恒星內(nèi)部，壓力和溫度都極高，所以就使得輕核有了足夠的動(dòng)能克服靜電斥力而發(fā)生持續(xù)的聚變。自持的核聚變反應(yīng)必須在極高的壓力和溫度下進(jìn)行，故稱為"熱核聚變反應(yīng)"。鼻炫皿A形成氮核:y被釋放的中子釋放能帚d黑客武林核聚變反應(yīng)圖解核能(nuclearenergy)是人類歷史上的一項(xiàng)偉大發(fā)現(xiàn)，這離不開早期西方科學(xué)家的探索發(fā)現(xiàn)，他們?yōu)楹四艿膽?yīng)用奠定了基礎(chǔ)。19世紀(jì)末，英國(guó)物理學(xué)家湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子。1895年，德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X

5、射線。1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射性。1898年，居里夫人與居里先生發(fā)現(xiàn)新的放射性元素針。1902年，居里夫人經(jīng)過4年的艱苦努力又發(fā)現(xiàn)了放射性元素鐳。1905年，愛因斯坦提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式：E=mc2,其中E=能量，m=質(zhì)量，c=光速常量。1914年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福通過實(shí)驗(yàn)，確定氫原子核是一個(gè)正電荷單元，稱為質(zhì)子。1935年，英國(guó)物理學(xué)家查得威克發(fā)現(xiàn)了中子。1938年，德國(guó)科學(xué)家奧托?哈恩用中子轟擊鈾原子核，發(fā)現(xiàn)了核裂變現(xiàn)象。1942年12月2F1,美國(guó)芝加哥大學(xué)成功啟動(dòng)了世界上第一座核反應(yīng)堆。1945年8月6日和9日，美國(guó)將兩顆

6、原子彈先后投在了日本的廣島和長(zhǎng)崎。1954年，蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站-■-…奧布靈斯克核電站。在1945年之前，人類在能源利用領(lǐng)域只涉及到物理變化和化學(xué)變化。二戰(zhàn)時(shí)，原子彈誕生了。人類開始將核能運(yùn)用于軍事、能源、工業(yè)、航天等領(lǐng)域。美國(guó)、俄羅斯、英國(guó)、法國(guó)、中國(guó)、日本、以色列等國(guó)相繼展開對(duì)核能應(yīng)用前景的研究。［1］3.核能的可利用性及其優(yōu)越性核電是濃集、清潔、安全和經(jīng)濟(jì)的能源。首先，核能是高度濃集的能源，核電站可建立在最需要用電的地方，不受燃料運(yùn)輸?shù)南拗啤?公斤鈾裂變產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于1公斤標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒后產(chǎn)生熱量的270萬倍［2］。因此，核電站特

7、別適合于缺乏常規(guī)能源而又急需用電的地區(qū),如我國(guó)的東南、華南地區(qū).核能是后備儲(chǔ)量最豐富的能源，鈾在地球上的儲(chǔ)量相當(dāng)豐富，等于有機(jī)燃料儲(chǔ)量的20倍。核能是清潔的能源，有利于保護(hù)環(huán)境。目前，世界上80%的電力來自燒煤或燒油的火力發(fā)電站，燃燒后的煙氣排放到大氣中嚴(yán)重污染環(huán)境。相同規(guī)模的火電站釋放出的放射性比核電站大幾倍。煤燃燒后排放的一氧化碳、二氧化碳、硫化氫和苯并花，容易形成酸性雨，使土壤酸化，水源酸度上升，對(duì)植物及水產(chǎn)資源造成有害影響，破壞生態(tài)平衡，苯并花述是一種強(qiáng)致癌物質(zhì)。同時(shí)大氣中二氧化碳濃度增加還導(dǎo)致大氣層的“溫室效應(yīng)覽另外，煤和石油又是重要的

8、化工原料，大量燒掉十分不利于化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，是十分可惜的浪費(fèi)。核能又是安全的能源經(jīng)過兒十年的發(fā)展和完善，核電站已成為最安全的部門之一。我