什么是核能,?核能在使用中有哪些利與弊? 一聽,,要在家附近建設(shè)核電站,,就會(huì)引發(fā)很多人不滿,主要是說:在我家門口放個(gè)原子彈,,不放心啊,,被輻射怎么辦?那么,,核能與原子彈真的一樣嗎,? 在20世紀(jì)出現(xiàn)的高新技術(shù)中,恐怕再?zèng)]有比核能的發(fā)現(xiàn)和利用更令世人震驚了,。 核能(或稱原子能)是通過核反應(yīng)從原子核釋放的能量,符合阿爾伯特·愛因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2 ,,其中E=能量,,m=質(zhì)量,c=光速,。核能可通過三種核反應(yīng)之一釋放: 1,、核裂變,較重的原子核分裂釋放結(jié)合能,。 2,、核聚變,較輕的原子核聚合在一起釋放結(jié)合能,。 3,、核衰變,原子核自發(fā)衰變過程中釋放能量,。 核能的利弊 當(dāng)前,,世界上的主要能源是煤、石油,、天然氣這些化石燃料,,化石燃料不是可再生能源,用掉一點(diǎn)兒就少一點(diǎn)兒,。燃燒化石燃料向大氣排放大量的“溫室氣體”二氧化碳,、形成酸雨的二氧化硫和氮的氧化物,并排放大量的煙塵,這些有害的物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞,。核能不產(chǎn)生這些有害物質(zhì),。1987年,世界衛(wèi)生組織總干事布倫特蘭領(lǐng)導(dǎo)的世界環(huán)境和發(fā)展委員會(huì)提出了“可持續(xù)發(fā)展”的概念,,就是“既滿足當(dāng)代人的需求,又不危及后代人滿足其需求的發(fā)展”,。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,人類迫切地需要新的替代能源,。目前唯一達(dá)到工業(yè)應(yīng)用,、可以大規(guī)模替代化石燃料的能源,就是核能。 到目前為止人類獲得核能有兩條途徑,。 早在1939年物理學(xué)家就發(fā)現(xiàn)鈾的原子核在一個(gè)中子的轟擊下,,能夠分裂成幾個(gè)中等質(zhì)量的原子核的同時(shí)產(chǎn)生能量,,這個(gè)能量比相同質(zhì)量的化學(xué)反應(yīng)放出的能量大幾百萬(wàn)倍以上!就這樣,,人們發(fā)現(xiàn)了“原子的火花”,一種新形式的能量——這個(gè)能量是由原子裂變而產(chǎn)生的,,故稱其為原子核裂變能,,它是核能的一種。但當(dāng)時(shí)人們只注意到了釋放出驚人的能量,,卻忽略了釋放中子的問題,。 稍后,物理學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了更重要的一點(diǎn),也是最引人注目的一點(diǎn),,就是:在鈾核裂變釋放出巨大能量的同時(shí),,還放出兩、三個(gè)中子來,。一個(gè)中子打碎一個(gè)鈾核,,產(chǎn)生能量,放出兩個(gè)中子來,;這兩個(gè)中子又打中另外兩個(gè)鈾核,,產(chǎn)生兩倍的能量,再放出四個(gè)中子來……以此類推,,這樣的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),,勢(shì)不可擋。這意味著:一個(gè)重原子核分裂成幾個(gè)中等質(zhì)量原子核的鏈鎖反應(yīng)過程會(huì)持續(xù)釋放大量核能,,它是人類獲得核能的一條重要途徑,。 與此同時(shí),人類在尋找獲得核能的另一條途徑,。在很早以前人類就在思索:太陽(yáng)發(fā)出的巨大能量是從什么地方來的,?現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)清楚,太陽(yáng)發(fā)出的能量是來自組成太陽(yáng)的無(wú)數(shù)的氫原子核,。在太陽(yáng)中心的超高溫(1500萬(wàn)攝氏度)和超高壓下,,這些氫原子核互相作用,發(fā)生核聚變,,結(jié)合成較重的氦原子核,,同時(shí)釋放巨大的光和熱。 太陽(yáng)能的來源啟發(fā)了科學(xué)家,,使他們認(rèn)識(shí)到在人工控制下氫元素的核聚變反應(yīng)即受控?zé)岷朔磻?yīng),,是未來人類最有希望的能量來源。但由于控制熱核反應(yīng)要比控制裂變反應(yīng)堆困難得多,,雖然近50年來世界各國(guó)都在大力研究,,但仍有不少技術(shù)難題尚未解決。就目前來說人類能控制的還是核裂變,。 全球第三大核電生產(chǎn)國(guó)日本(僅次于美國(guó)和法國(guó)),,計(jì)劃在今后十幾年內(nèi)建設(shè)11座新的核反應(yīng)堆。日本還計(jì)劃,,到2050年使其國(guó)內(nèi)60%的電力都來自核電,,這是其目前所占比重的兩倍。即便如此,同一些中國(guó)企業(yè)比,,日本的“雄心壯志”還是微不足道的,,中國(guó)核電企業(yè)計(jì)劃建設(shè)150座新的核反應(yīng)堆。 國(guó)際能源署將核能視為穩(wěn)定全球二氧化碳排放量水平的重要組成部分。 一些反對(duì)核能利用者,,宣傳風(fēng)能和太陽(yáng)能都可以提供能源和電力,,并可用來替代化石燃料,從而可以減少二氧化碳排放,。但事實(shí)是,,這是“比較艱難的任務(wù)”。除去天然氣,,核能是唯一一個(gè)可行的低碳能源來源,,它有助于顯著減少對(duì)煤的使用?;蛟S我們都不喜歡核能,,但是我們必須選擇它。短期內(nèi),,即未來幾十年內(nèi),,減少二氧化碳排放量的顯而易見的途徑是增加天然氣使用。但就長(zhǎng)期來看,除非能源儲(chǔ)存技術(shù)奇跡性地出現(xiàn)重大突破,比較可行的選擇只有核能,。 |
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