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走近核能专题

第一篇：走近核能专题走近核能【关键词】：核能核能发展开发利用核能发电环境污染【摘要】：当今世界能源问题已经成为影响人类发展的的大问题，许多问题的产生都直接或间接的与能源问题有关，核能作为一种清洁、安全的能源，将在人类社会中起到越来越重要的作用。正文：能源是人类社会和经济发展的保障性资源，同时能源问题也是世界性的问题。进入21世纪以来，当今世界能源问题已经成为影响人类发展的的大问题，许多问题的产生都直接或间接的与能源问题有关。目前人类所使用的能源主要是化石能源，自19世纪70年年代产业革命以来，化石燃料的消费量急剧保持增长，90%以上的世界经济活动所需的能源都依靠化石能源提供，由于大量消耗，这类资源正趋于枯竭；同时化石燃料的大规模利用也带来了严重的环境污染，导致了温室效应和全球气候变暖等一系列环境问题。能源危机与环境危机日益紧迫，寻找新的清洁、安全、高效的能源是人类所面临的共同任务。现代社会中，除了煤炭、石油、天然气、水力资源外，还有许多可利用的能源，如风能、太阳能、潮汐能、地热能等等，但是由于技术问题和开发成本等因素，这些能源很难在近期内实现大规模的工业生产和利用；而核能是一种经济、安全、可靠、清洁的能源，同各种化石能源相比起来，核能对环境和人类健康的危害更小，这些明显的优势使核能成为新世纪可以大规模使用的安全和经济的工业能源。从20世纪50年代以来，前苏联、美国、法国、德国、日本等发达国家建造了大量的核电站，由于核电具有巨大的发展潜能和广阔的利用前景，和平发展利用核能将成为未来较长一段时期内能源产业的发展方向，核能将在人类社会中起到越来越重要的作用。一、核能定义及其来源核能，又称原子能，英文名字nuclearenergy，是核裂变能的简称。50多年以前，科学家在的一次试验中发现铀-235原子核在吸收一个中子以后能分裂，在放出2—3个中子的同时伴随着一种巨大的能量，这种能量比化学反应所释放的能量大的多，这就是我们今天所说的核能。核能的获得途径主要有两种，即重核裂变与轻核聚变。核聚变要比核裂变释放出更多的能量。例如相同数量的氘和铀-235分别进行聚变和裂变，前者所释放的能量约为后者的三倍多。被人们所熟悉的原子弹、核电站、核反应堆等等都利用了核裂变的原理。只是实现核聚变的条件要求的较高，即需要使氢核处于6000度以上的高温才能使相当的核具有动能实现聚合反应。重核裂变是指一个重原子核，分裂成两个或多个中等原子量的原子核，引起链式反应，从而释放出巨大的能量。例如，当用一个中子轰击Ｕ-235的原子核时，它就会分裂成两个质量较小的原子核，同时产生2—3个中子和β、γ等射线，并释放出约200兆电子伏特的能量。如果再有一个新产生的中子去轰击另一个铀-235原子核，便引起新的裂变，以此类推，裂变反应不断地持续下去，从而形成了裂变链式反应，与此同时，核能也连续不断地释放出来。所谓轻核聚变是指在高温下(几百万度以上)两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核并放出大量能量的过程，也称热核反应。它是取得核能的重要途径之一。由于原子核间有很强的静电排斥力，因此在一般的温度和压力下，很难发生聚变反应。而在太阳等恒星内部，压力和温度都极高，所以就使得轻核有了足够的动能克服静电斥力而发生持续的聚变。自持的核聚变反应必须在极高的压力和温度下进行，故称为“热核聚变反应”。二、核能的优越性与常规能源相比，核能有明显的优越性。第一，核能的能量密度大，消耗少量的核燃料就可以产生巨额的能量。为了使大家对于这一点有很深的印象，我们将核电厂和煤电厂在燃料消耗上作一对比。一座电功率为100万千瓦的燃煤电厂每年要烧掉约300万吨煤，而同样功率的核电站每年只需更换约30吨核燃料，真正烧掉的铀－235大约只有1吨。因此利用核能不仅可以节省大量的煤炭、石油，而且极大地减轻了运输量。核能的第二个主要优点是清洁，有利于保护环境。众所周知，燃烧石油、煤炭等化石燃料必须消耗氧气、生成二氧化碳。由于人类大量燃烧化石燃料等，已经使得大气中的数量显著增加，导致所谓“温室效应”。其后果是地球表面温度升高、干旱、沙漠化、两极冰层融化和海平面升高等。这一切都会使人类的生存条件恶化。而产生核能，不论是裂变能和聚变能，都不需消耗氧气、不会产生二氧化碳。因此在西方发达国家，虽然目前能源和电力供应都比较充足，但有识之士仍在呼吁发展核能以减少二氧化碳的排放量。除二氧化碳外，燃煤电厂还要排放大量的二氧化硫等，它们造成的酸雨，使土壤酸化、水源酸度上升，对农作物、森林造成危害。煤电厂排出的大量粉尘、灰渣也对环境造成污染。更值得注意的是，燃烧一吨煤平均会产生0．3克苯并芘，它是一种强致癌物质。每1000立方米空气中苯并芘含量增加1微克，肺癌发生率就增加5％～10％。相比之下核电厂向环境排放的废物要少得多，大