核能及其應(yīng)用

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1、物理科普講座核能及其應(yīng)用肖國勇新能源----時代的呼喚目前困擾人類社會的三個主要問題是什么？（環(huán)境污染，自然資源（主要是能源）短缺和人口爆炸性增加）。其中至少有兩個（環(huán)境污染和能源）可以靠核能能得到緩解。那么什么是核能，它是怎樣產(chǎn)生的，有什么優(yōu)點，它與我們常聽說的核武器有什么聯(lián)系呢？今天我們就來探討這一問題。眾所周知，能源是一個國家國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)之一，是國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的強有力的保證。人類進化發(fā)展的過程，是一部不斷向自然界索取能源的歷史。從我們的祖先鉆木取火開始，人類在與大自然斗爭的漫長過程中，利用各

2、種能源，不斷提高自己戰(zhàn)勝自然的本領(lǐng)，推動著文明的進步。現(xiàn)代社會中能源的人均消費已經(jīng)成為衡量一個國家發(fā)展程度和人民生活水平高低的重要標志之一。按現(xiàn)在的能源消耗，世界上的石油、天然氣和煤等生物化石能源將在幾十年至200年內(nèi)逐漸耗盡。國民經(jīng)濟要發(fā)展，能源是基礎(chǔ)。我國生物化石資源和水利資源分布極不平均，60%的煤礦集中在華北，70%以上的水利資源在西南，而我國的工業(yè)和人口集中在華東、華南沿海和東北地區(qū)，能源的短缺成為這些地區(qū)及我國經(jīng)濟發(fā)展的巨大障礙。煤、石油、天然氣是重要的華工原料，用作燃料燒掉非常可惜。同時，大量

3、燃燒煤炭和石油嚴重地污染了環(huán)境，危及生態(tài)平衡。因此我國迫切需要一種新能源----核能。在傳統(tǒng)的能源構(gòu)成中，火力發(fā)電和水力發(fā)電都有其局限性。例如，煤炭和石油發(fā)電時，在消耗了大量寶貴的化石資源的同時，放出的廢氣嚴重地污染了環(huán)境，使人們的生存空間越來越惡劣；另外大量的燃料需求又給交通運輸部門增添了沉重的負擔。而水力發(fā)電方面，因為目前只有江河發(fā)電形成規(guī)模，其它尚未達到工業(yè)利用程度，所以，水力資源的發(fā)達程度就限制了其發(fā)展的空間。14而核能作為一種新型的能源，具有得天獨厚的優(yōu)越性。它利用地球中蘊藏豐富的放射性同位素鈾的

4、裂變反應(yīng)產(chǎn)生的巨大的能量來發(fā)電，效率既高又不污染環(huán)境。理論上說，1公斤的鈾全部裂變所釋放出的裂變能，大約相當于2500噸煤或2000噸的石油燃燒時所釋放出的能量。隨著世界各國環(huán)境意識的加強，核能的重要性正在逐步被認識到，各國對發(fā)展核能的投入也呈穩(wěn)定上升的趨勢。相信在下個世紀中，核能必將得到更廣闊的發(fā)展空間，這一優(yōu)秀的能源形式必將得到更大的發(fā)展，從而使其更好地服務(wù)于人類和造福于人類。核能的研究發(fā)展——從原子彈說起原子彈是科學技術(shù)的最新成果迅速應(yīng)用到軍事上的一個突出的例子。從1939年發(fā)現(xiàn)核裂變現(xiàn)象到1945年

5、美國制成原子彈，只花了6年時間。1939年10月，美國政府決定研制原子彈，1945年造出了三顆。一顆用于試驗，兩顆投在日本。1945年8月6日投到廣島的原子彈，代號為“小男孩”，重約4.1噸，威力不到20000噸。同年8月9日投到長崎的原子彈，代號為“胖子”，重達4.5噸，威力約20000噸。其他國家爆炸第一顆原子彈的時間是：原蘇聯(lián)——1949年8月29日；英國——1952年10月3日；法國——1960年2月13日；中國——1964年10月16日，印度——1974年5月18日。1945年7月16日清晨5時3

6、0分，世界上第一顆原子彈在美國新墨西哥州的沙漠地區(qū)爆炸成功，發(fā)射場的溫度高達1億華氏度，等于太陽表面溫度的1萬倍。發(fā)射區(qū)1.6公里內(nèi)的所有生物全都蕩然無存。離發(fā)射場800米的一座32噸重的鋼塔成了一堆扭曲的廢物。發(fā)射場周圍800米的沙粒被融化成玻璃體，綠色透明似翡翠。事后的測算表明，這次爆炸試驗為1.86萬噸梯恩梯當量，是預(yù)期的4倍。1945年8月6日和9日，美國分別在日本廣島和長崎兩市投下原子彈，使其遭到致名打擊，8月15日，日本無條件投降。據(jù)廣島、長崎兩市1977年《致聯(lián)合國的報告》稱，在原子彈襲擊中的

7、死者和失蹤者，廣島約有15萬，長崎約8萬。迄今為止，因原子彈轟炸而死去的人廣島已達22萬多，長崎超過12萬。今天，核武器僅僅是作為政治對抗中的威懾力量，因為任何一個國家一旦首先使用核武器，也就意味著自身的滅亡。政治家其實對核戰(zhàn)爭毀滅性的破壞認識得比軍人更清楚1964年10月16日，我國爆炸了第一顆原子彈，成功地進行了第一次核試驗。原子彈爆炸的成功吸引了全世界的目光，一夜之間中國跨進了核大國行列，全世界刮目相看。在這個追求實力的世界上，不斷發(fā)生著以強凌弱的事情，伊拉克、南聯(lián)盟這些無遠程打擊力量的中小國家的敗局

8、從反面說明中國擁有原子彈的價值。核能的產(chǎn)生原理原子是由質(zhì)子、中子、和電子組成的。原子世界上一切物質(zhì)都是由原子構(gòu)成的。任何原子都是由帶正電的原子核和繞原子核旋轉(zhuǎn)的帶負電的電子構(gòu)成的。14核能在50多年前，科學家發(fā)現(xiàn)鈾-235原子核在吸收一個中子以后能分裂，同時放出2-3個中子和大量的能量，放出的能量比化學反應(yīng)中釋放的能量大得多，這就是核裂變能，也就是我們所說的核能。同位素質(zhì)子數(shù)P相同而中子數(shù)N不同的一些原子，或者說