核能的利用与发展
核能的发展和利用
核能的发展和利用核能是一种重要的能源资源,具有高能量密度、清洁环保等特点,能够广泛应用于电力生产、疗养、冶金等领域。
随着全球能源需求的不断增长和对环境保护要求的提高,核能的发展和利用具有重要意义。
本文将对核能的发展和利用进行探讨。
首先,核能的发展具有广阔的前景。
核能是一种化石燃料的替代品,相对于化石燃料而言,核能资源丰富,能源密度高,且不受气候和天气等外界条件影响。
据统计,全球目前已探明的可利用核能资源相当于天然气和石油资源的总和,因此核能有望成为未来能源供应的重要组成部分。
此外,核能与可再生能源之间具有互补性,能够有效解决可再生能源存在的不稳定性和间歇性等问题。
因此,通过不断研发核能技术,并将其与可再生能源相结合,可以实现能源的可持续发展。
其次,核能的利用对环境保护有重要意义。
相比于化石燃料发电,核能发电过程中不会产生二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物等大气污染物,对大气环境不会产生直接影响。
核能发电还可以减少对水资源的消耗,因为核能发电所需的冷却水量相对较少。
此外,核能发电站通过严格的安全措施,可以避免核泄漏和核辐射事故的发生,确保人民生命财产安全和生态环境的健康。
因此,推动核能的发展和利用是保护生态环境和应对气候变化的重要举措。
再次,核能还可以应用于疗养和冶金等领域。
核能的辐射特性使其能够广泛用于医学领域的放射治疗和诊断,如用于癌症的放疗、放射性同位素的示踪和诊断等。
此外,核能还可以应用于冶金领域,用于放射性同位素的测量、有害元素的检测和分析等。
通过合理利用核能技术,可以提高疗养和冶金领域的治疗效果和生产效益,促进这些领域的发展。
最后,核能的发展和利用需要注意安全问题。
核能技术的应用是具有风险的,一旦发生核泄漏和核辐射事故,将给人民和环境带来重大损失。
因此,在推动核能的发展和利用的同时,必须重视和加强核安全工作,加强核能设施的安全监管和人员培训,确保核能技术的安全性和可持续性。
综上所述,核能的发展和利用具有广阔的前景和重要意义。
核能开发和用途
核能开发和用途核能开发是指利用核能技术进行能源生产与利用。
核能是指核子反应中释放的巨大能量,它是目前人类已知的能量密度最高的能源之一。
核能开发具有重大的意义,可以为人类提供巨大的能源供应,并在多个领域发挥重要作用。
首先,核能开发在能源领域具有重要意义。
核能是一种清洁的能源,与传统的化石燃料相比,核能的燃烧过程几乎不会产生大气污染物,如二氧化碳和二氧化硫等。
核能发电不会导致大气中的温室效应气体的增加,从而有助于减少全球气候变化的影响。
此外,核能发电还可以大大减少对传统能源的依赖,使能源供应更加可靠和稳定。
其次,核能开发在医疗领域发挥了重要作用。
核能技术被广泛应用于医学中,如核医学和放射治疗等。
核医学利用放射性同位素来进行诊断和治疗,如放射性核素用于放射性标记药物,可以通过摄影、断层扫描、正电子发射断层扫描等技术检测和诊断一些疾病。
核能还可以用于治疗癌症,通过放射性同位素的高能射线杀死癌细胞,达到抑制肿瘤生长和扩散的目的。
此外,核能开发还在工业领域中发挥着重要作用。
核能技术可以应用于材料工程、化学工程、生物工程等多个领域。
例如,核能技术可以用来辅助金属材料的强化处理,如离子注入等技术可以显著提高金属材料的硬度和强度。
此外,核能技术还可以用于制备新型材料、合成化合物、处理废水等工业应用。
此外,核能开发还在航天领域中发挥着重要作用。
核能技术可以用于太空探索和航天器动力系统。
核能源可以提供巨大的能量输出,可以用于提供太空探测器的动力,例如核推进系统。
核推进系统具有较高的推力和较长的工作时间,可以大大提高航天器的速度和航程。
此外,核能技术还可以用于太空探测器的电力供应,降低宇宙中不同天体探索的能量限制。
最后,核能开发还在国家安全和国防领域中具有重要作用。
核能技术可以应用于核武器和核潜艇等军事装备中。
核武器是一种具有极强破坏力的武器,可以对敌方进行毁灭性打击。
核潜艇则是一种利用核能进行动力的潜艇,可以在水下进行长时间航行和隐藏,具有较强的战略威慑能力。
我国核能的发展和利用
我国核能的发展和利用一说到核能我们首先想到的是在核武器方面的利用,的确我们也是核大国,但是我国发展核武器是为了打破核垄断,反对核威胁,最终目的是为了消灭核武器,保卫祖国的独立和安全,维护世界和平。
我国政府多次宣布,中国在任何时候,任何情况下,都不会首先使用核武器,不向国外扩散核武器,不在国外部署核武器。
我们发展核武器是要有一点,少一点,好一点,迫使超级大国不敢对我国使用核武器。
若对我使用核武器它自己也要受到报复。
在这个总政策指导下,我国建立的由第二炮兵部队、海军潜地战备导弹部队,空军战略轰炸机部队组成的三位一体的战略力量必然是防御性的。
这支战略力量始终坚持自卫的立场和后发制人的原则。
然而核的应用远不是狭隘的核武器应用。
20世纪80年代初,中国实行改革开放政策,核工业开始走上新的发展道路,开发核电和推广核技术应用成为核工业转民的重要方向。
20多年来,我国核工业立足自主开发,扩大对外开放,核科学技术研究不断取得进展,核电开发与建设成就显著,核技术应用产业化初具规模,为我国经济与社会发展和人民生活的改善作出了积极贡献。
中国的核电事业自上世纪八十代初开始起步,九十年代前半期,中国大陆有3个核电机组陆续投入运行,总装机容量210万千瓦;2001年,核能发电量占全国总发电量的1%。
今年以来,秦山二期1号和岭澳1号两个核电机组相继投入商业运行,新增核电装机容量160万千瓦。
目前,秦山三期1号和岭澳2号两个机组也已进入最后的调试阶段。
其它4台在建机组进展顺利,预计将在2003年至2005年陆续建成投产。
届时中国大陆核电总装机容量将达到900万千瓦,核能发电量将占全国总发电量的3%左右。
核电的投产,缓解了我国沿海地区电力紧张的局面,促进了当地经济的发展。
首批核电站投入运行十多年来,放射性流出物的排放量和固体废物的产生量远低于国家标准规定的控制水平,周围环境的辐射水平一直保持在天然本底,核电站运行没有给环境带来不良影响。
探索核能科普了解核能的利用和安全问题
探索核能科普了解核能的利用和安全问题核能是指通过核反应产生能量的技术和过程,被广泛应用于电力生产、医疗、工业以及科学研究等领域。
在这篇文章中,我们将探索核能的科普知识,了解核能的利用和安全问题。
一、核能的利用核能的利用主要包括核裂变和核聚变两种反应。
核裂变是指重核原子核分裂成两个或多个核片段,同时释放大量能量。
核聚变则是轻核原子核融合成一个更重的原子核,同样也会释放巨大的能量。
这些能量用来产生电力,被称为核能发电。
核能发电的优势在于其高能量密度和持续稳定的能源供应。
相对于传统化石燃料发电,核能发电所排放的温室气体少,对环境污染较小。
而且核燃料富裕,燃料资源不受限制,能够满足长期的能源需求。
二、核能的安全问题尽管核能具有许多优点,但核能的安全问题也不容忽视。
核能引发的问题主要有以下几个方面。
1. 辐射安全问题:核能使用过程中会产生辐射,如阻挡不当会对人体和环境造成伤害。
因此,核能设施的辐射防护十分重要,必须严格遵循辐射安全标准。
2. 核废料处理:核能发电会产生大量的核废料,这些废料对人体和环境具有潜在的危害。
处理核废料需要采取严谨的方法,如封存、转运和最终处置等,以确保安全。
3. 核事故风险:核能设施发生事故可能导致放射性物质的泄漏,造成广泛的伤害和污染。
核事故的潜在风险需要通过严格的安全措施和预防措施来降低。
4. 核扩散和核武器:核能技术的滥用可能导致核武器的制造和核扩散的风险。
国际社会通过签署和遵守非扩散条约等国际协议,共同努力防止核能技术的滥用。
三、核能的前景和应用虽然核能存在一些安全问题,但它仍然是一种重要的能源选择。
在未来,核能技术可能通过以下方式得到进一步的发展和应用。
1. 第四代核反应堆:第四代核反应堆是指更安全、更有效利用核燃料并减少核废料产生的新一代核能技术。
这些技术将大大提高核能的安全性和可持续性。
2. 核聚变技术研究:核聚变是一种更理想的能源形式,能够提供更高的能量输出并产生少量的废物。
核能在能源领域的利用与开发
核能在能源领域的利用与开发第一章:核能的概述核能是指从原子核中释放出的能量,它是一种高密度、高效率的能源形式。
核能的利用与开发在能源领域扮演着重要的角色。
本章将介绍核能的基本概念、来源及其特点。
核能是指核反应过程中释放的能量。
核反应可以分为裂变和聚变两类。
裂变是指重核的分裂,聚变则是指轻核的融合。
在核反应中,原子核释放出的能量比化学反应要大数百万倍,因此核能具有高密度的特点。
核能的主要源头是铀、钚等重元素。
这些元素中的原子核经过裂变反应产生的能量可以转化为电能或热能。
此外,核聚变反应中氢同位素的结合也能释放出巨大能量,但聚变技术目前还处于研究阶段。
第二章:核能的利用核能的利用主要包括核能发电和核能在工业、农业等领域的应用。
核能发电是目前核能利用的主要方式。
核能发电利用核反应中释放的能量,通过核反应堆将热能转化为电能。
核电厂在全球范围内广泛建设和运营,为各国提供了大量清洁能源。
核能还可以在工业领域得到应用。
例如,核技术可以用于辐照食品,延长其保存期限;核技术还可以用于医学诊断和治疗,如放射性同位素的应用等。
此外,核能在农业领域也有广泛的应用。
核技术可以用于改良植物、养殖鱼类、控制害虫等。
这些应用可以提高农业的产量和质量,为农民带来更好的收益。
第三章:核能的开发核能的开发涉及核电站建设、核材料研发等方面。
核电站建设是核能开发的重要环节。
核电站的建设需要考虑多方面因素,如安全性、经济性、环保性等。
同时,核电站的规划和建设也需要与国际标准保持一致,以确保核能的安全利用。
核材料的研发也是核能开发的关键。
核能的利用和开发需要核燃料、燃料元件等核材料的支持。
因此,核材料的研发和生产是保障核能稳定供应的关键环节。
为了实现核能的可持续发展,核能开发还需要注重核废料的处理和安全。
核能产生的废料具有放射性,需要妥善处理,以避免对环境和人类健康造成危害。
第四章:核能的未来发展核能作为一种高效、清洁的能源形式,具有广阔的发展前景。
核能的开发和利用
核能的开发和利用1、核能的来源从1932 年发现中子到1939 年发现裂变,结果经历了七年之久才把巨大的裂变能从铀核中解放出来。
它同已知的只有几个电子伏的化学能相比要大几百万倍,而同一般的核反应能相比也要大十倍左右。
科学家们为了能很好利用它,就需要设法找到产生这种巨大能量的根源。
早在发现放射性和放射性核素的初期,人们从贝克勒尔和皮埃尔·居里曾经被镭射线烧伤过皮肤的现象中觉察到,各种射线的确具有很大能量。
例如,铀原子核衰变能量要比碳原子化合时所释放的能量大两百万倍。
而人类对各种化学能的应用早就开始了,但对放射能的实际应用却迟迟不得实现。
这是由于这些放射能的释放过程非常缓慢,也就是说这些天然放射性核素哀变时的能量释放率太小,故没有开发应用的价值。
即使这样,科学家们还是对放射能的来源问题很感兴趣。
从唯物主义者对物质世界的认识论观点出发,各种能量都不能凭空臆造或无中生有,它只能隐藏在物质之中。
当时人们已知原子是组成物质的最小单位,因此很自然地认为放射能是存在于原子内部。
那是在1903 年,当卢瑟福研究了α射线的能量后曾经指出:“这些需要加以思考的事实都指向同一个结论,即潜藏在原子里面的能量必是巨大无比的”。
所以至今人们仍把放射能叫做“原子能”。
然而,随着核科学的不断发展,在1911 年,卢瑟福又发现了原子中存在着某一核心部分,即找到了原子核。
并从它的特性中知道,原子质量的绝大部分都集中在原子核上。
这样,人们就认为原子核中储藏着巨大能量的说法更能反映客观实际。
而放射能实际上也就是由于原子核自身发生变化时所释放出的能量。
另外,原子能的提法又很容易和化学能相混混淆,所以把放射能称之为“核能”更符合实际情况。
但是,有些唯心论的学者曾经企图从原子核的放射性衰变现象中,作出物质似乎可以转变为能量的错误结论。
他们认为,在放射性核素的衰变过程中,物质似乎消失了,而能量却无中生有了。
然而,随着核科学的迅速发展,很快就驳斥了唯心论者的谬误。
核能的利用和应用
核能的利用和应用核能是一种重要的能源形式,它具有强大的能量储备和较低的碳排放。
在过去几十年中,核能得到了广泛的利用和应用。
本文将探讨核能的利用和应用,包括能源生产、医疗和工业领域。
一、核能在能源生产中的利用和应用核能在能源生产中发挥着重要的作用。
通过核裂变反应,核能可以转化为热能,用于发电。
核能发电站利用核能进行热能的转换,产生大量的电能。
核能发电的优势在于其能量密度高,且碳排放极低。
与传统的化石燃料发电相比,核能发电的环境影响更小。
核能发电技术的发展也为解决能源供应问题提供了一种可行的选择。
核能发电站可以提供稳定的电力供应,不受天气等自然因素的影响。
尤其是在能源需求大的城市和工业区域,核能发电可以满足大规模的电力需求。
二、核能在医疗中的应用除了能源生产领域,核能还在医疗领域发挥着重要的作用。
核医学是利用放射性同位素作为示踪剂进行医疗诊断和治疗的一种技术。
核医学可以采用放射性同位素进行影像检查,帮助医生发现病变和疾病。
例如,放射性同位素碘-131可以用于甲状腺癌的治疗,通过放射性碘摄取和杀灭癌细胞。
此外,核能还在放射治疗中发挥着重要的作用。
放射治疗利用高能射线杀死癌细胞,从而控制和治疗癌症。
放射治疗可以通过外部放射源或内部放射源进行,帮助患者摆脱病痛。
核能在医疗中的应用不仅提高了诊断和治疗的准确性,还帮助了很多患者重获健康。
三、核能在工业领域的利用和应用核能在工业领域也有广泛的应用。
核能被用于各种工业过程中的加热和干燥。
例如,核能可以用于石化工业中的蒸馏、压裂和催化过程,提高生产效率和产品质量。
此外,核能还可以用于金属冶炼和熔炼过程中的加热,提高工业生产的能源效率。
另外,核能在食品工业中也有应用。
通过辐射杀菌技术,核能可以延长食品保鲜期和改善食品质量。
辐照后的食品杀菌更彻底,不仅杀死病原体,还能减少食品中的细菌和真菌污染。
因此,核能在食品工业中的应用为食品的安全生产提供了有效手段。
综上所述,核能在能源生产、医疗和工业领域都有广泛的应用。
核能源的开发和利用技术
核能源的开发和利用技术核能源是一种强大的能源源,它可以产生大量的电力和热能,被广泛应用于发电、医疗、科学等领域。
随着能源需求的增加和环境污染问题的日益突出,科学家们不断探索利用核能源进行可持续发展的技术。
本文将介绍核能源的开发和利用技术。
一、核裂变技术核能源的主要利用方式之一是核裂变技术,即将稳定核素通过中子碰撞使其裂变产生能量。
核裂变产生的热能可以被转化为电能,用于驱动发电机发电。
目前世界上大多数核电站都采用核裂变技术,其中最为常用的是基于铀的核裂变技术。
铀是一种稳定的核素,但其同位素铀-235具有相对高的裂变截面。
核电厂采用铀-235的裂变作为发电的源头。
在核电站中,铀-235经过精制之后,将加热到一定温度,在核反应堆中,中子将被释放,与铀-235碰撞导致其裂变并释放大量热能,进而转化为电能。
尽管核裂变技术现在在发电方面已经非常成熟,但是安全性问题一直是其争议所在。
事故可能会导致大规模的放射性污染,这样的后果不可挽回。
因此,开发更为安全、清洁的技术成为了核能源领域探索的重中之重。
二、核聚变技术核聚变技术是核能领域的另一个发展方向。
核聚变是指将轻元素(如氢、氦等)在极高的温度和压力下融合成重元素,同时释放出大量的能量。
这种技术的燃料是容易获取的,而且非常充足,基本上不会排放任何有害物质。
核聚变技术具有非常巨大的潜力,即使是微小的核聚变反应也能提供数倍于核裂变的能量,而且这种反应的燃料——氢,可以通过水分解来获得,因此不会引起核废料问题。
但是,目前核聚变技术还面临相当多的难题,最大的问题就是目前的技术无法稳定地控制聚变反应。
此外,核聚变反应的温度需要达到数亿度才能进行,这也极大地增加了实现此技术的困难。
三、核能安全技术核能安全技术涉及到安全措施、预防措施和响应措施等,可以防范事故发生或减少事故的影响。
例如,核电厂通常建在人烟稀少的地方,以减少风险。
核电站在设计时也会考虑受到自然灾害的影响,使其满足完整性和稳定性的要求。
核能的释放与利用
核能的释放与利用核能作为一种高效、环保的能源形式,正逐渐被全球范围内的国家广泛应用。
本文将就核能的释放和利用进行探讨,以及目前世界上几种常见的核能利用方式。
一、核能的释放方式核能的释放是指核反应引发的能量释放过程。
核能主要通过核裂变和核聚变两种方式来释放。
1. 核裂变核裂变是指重核(如铀、钚等)被撞击后产生裂变反应,从而释放出大量能量的过程。
核裂变反应是目前常见的核能利用方式之一,也是目前主要的核能发电方式。
核裂变的过程中,能够产生大量的热能,通过热能转换为电能,实现电力的供应。
2. 核聚变核聚变是指轻核(如氢、氦等)在高温高压的条件下融合成为更重的核,并释放出巨大的能量。
核聚变是太阳能的主要能源来源,也是人类长久以来追求的一种理想的能源形式,但是目前仍然存在技术难题。
核聚变在能源领域的应用仍处于研究阶段,但具有极高的潜力。
二、核能的利用方式核能的利用主要包括以下几个方面:1. 核能发电核能发电是目前最为常见和成熟的核能利用方式。
核裂变反应释放的热能,通过蒸汽汽轮机和发电机转换为电能。
核能发电具有高效、稳定、无污染等优势,被广泛用于电力供应。
然而,核能发电也面临着核废料处理、核安全等问题。
2. 核医学核能的射线特性使其在医学领域有着广泛的应用。
核医学利用核素放射性衰变所产生的射线来进行医学诊断和治疗。
例如,核能技术在放射诊断、动态功能检查和肿瘤治疗等方面具有重要作用。
3. 核工业核能在核工业方面具有多种应用。
例如,核能可以用于生产等离子体刻蚀设备,用于集成电路制造中的精细加工;核能还可以用于放射性同位素的生产,广泛应用于科研和工业领域。
4. 核动力舰船核能在航海领域也有着广泛的应用,核动力舰船通过核能驱动推进系统,具有长久的续航能力和较高的速度。
核动力舰船在军事和民用方面均有应用,能够提供强大的动力支持。
三、核能的发展与前景核能作为一种高效、环保的能源,具有巨大的发展潜力。
然而,核能的利用和发展也面临着众多挑战和争议。
核能技术的发展与应用前景
核能技术的发展与应用前景核能技术是一种高效、可靠、清洁的能源,被广泛应用于电力、医疗、工业、农业等领域。
随着科技的不断进步,核能技术的研究和应用也日益深入。
在未来的发展中,核能技术将有着广阔的应用前景。
一、核能技术的历史和发展核能技术的历史可以追溯到20世纪30年代,当时物理学家们首次研究了原子核的结构和性质。
1942年,美国物理学家费米实现了自控核聚变反应,从而创造了第一颗原子弹。
此后,核能技术逐渐成熟,被广泛应用于工业、医疗、科研等领域。
二、核能技术的应用领域1、电力领域核能技术被广泛应用于电力领域。
核电站利用核反应产生的热能来驱动蒸汽轮机,发电量可持续稳定,且对环境污染较小。
目前,全球有54个国家拥有核电站,占总用电量的11%。
2、医疗领域核能技术也被广泛应用于医疗领域。
核医学技术可以通过注射放射性药物等手段来观察人体内部器官和组织的代谢和功能,并作出相应的诊断和治疗方案。
目前,核医学技术已经成为医疗领域中不可或缺的一部分。
3、工业领域核能技术在工业领域也有着广泛的应用。
例如,可以使用放射性同位素对材料的强度、密度、粘性等性质进行测试;可以使用放射性材料延长食品的保质期;可以使用放射性元素进行污染控制等等。
4、农业领域核能技术在农业领域也有着广泛的应用。
例如,可以使用放射性元素对农作物的生长和发育进行研究;可以使用放射性材料测定与农作物有关的各种生理和生化物质;可以使用放射性元素对肥料和农药等农产品进行质量检验等等。
三、核能技术未来的发展前景随着科技的不断进步,核能技术也在不断发展。
未来,核能技术将继续发挥着重要的作用。
1、核电站的建设将继续扩大未来10年,全球至少有10个国家计划新建核电站,增加核电产能5000万千瓦。
核电站的建设将加速解决全球的能源供需矛盾,缓解能源危机。
2、核技术将越来越广泛地应用于医疗领域随着医学的不断发展,核医学技术将越来越广泛地应用于诊断和治疗。
未来,单光子发射计算机断层扫描技术和正电子发射断层扫描技术将继续发展并得到广泛应用。
核能的应用及原理
核能的应用及原理一、核能的概述核能是指原子核中的能量,是一种巨大的能量来源。
核能主要来源于核裂变和核聚变。
二、核能的应用1. 核能在发电中的应用核能在发电中的应用是目前使用最广泛的核能应用之一。
核能发电是通过控制核裂变反应释放出的能量转化为电能。
•核能发电的优势:–高能量密度:核能的能量密度远远高于传统的化石燃料,能够以较小的原料质量产生大量的能量。
–清洁环保:核能发电不会产生二氧化碳等温室气体,对环境污染较小。
–稳定可靠:核能发电厂可以24小时运行,产生稳定的电能供应。
•核能发电的过程:1.核裂变:通过控制核反应过程,将重核的原子核撞击使其裂变成两个或多个较轻的原子核,并释放出巨大的能量。
2.加热水蒸汽:核裂变产生的能量会导致水的加热,形成高温高压的蒸汽。
3.蒸汽驱动涡轮发电机:高温高压蒸汽驱动涡轮发电机转动,将机械能转化为电能。
2. 核能在医学中的应用核能在医学中有着广泛的应用。
放射性同位素技术是核能在医学中应用的重要方式之一。
•放射性同位素技术在诊断中的应用:–放射性同位素示踪技术:通过将放射性同位素标记在药物或物质中,可以追踪其中的代谢过程,用于诊断疾病。
–放射性同位素显像:通过注射或摄入放射性同位素,利用放射性同位素的放射性衰减特性生成显像图像,用于检测异常情况。
•放射性同位素技术在治疗中的应用:–放射性同位素治疗:将放射性同位素直接引入体内,通过放射性同位素的辐射杀死或抑制肿瘤细胞的生长。
–放射性同位素疗法:利用放射性同位素的辐射效应治疗特定的疾病,如甲状腺疾病等。
3. 核能在科学研究中的应用核能在科学研究中有着重要的应用,尤其是在原子、分子和核物理研究领域。
•高能物理实验:核能可用于高能物理实验中的粒子加速器,利用加速器将粒子加速到极高能量,以对粒子的性质进行研究。
•核磁共振:核能在核磁共振技术中起着重要的作用,通过对原子核的激发和放射磁场信号的检测,可以进行物质的结构和性质研究。
《核能的开发与利用》 讲义
《核能的开发与利用》讲义一、核能的基本原理核能,这个听起来有些神秘的能源形式,其实是基于原子核的变化而产生的能量。
简单来说,就是通过某些方法使原子核发生裂变或聚变,从而释放出巨大的能量。
原子核裂变,就像一个大的“积木”被拆分成几个小的“积木”,这个过程会释放出大量的能量。
以铀-235为例,当它吸收一个中子后,会分裂成两个较小的原子核,并同时释放出两到三个新的中子,以及大量的能量。
这些释放出的中子又可以去撞击其他铀-235原子核,引发链式反应,从而持续释放能量。
而核聚变呢,则是将两个轻的原子核“融合”在一起,形成一个较重的原子核,这个过程也会释放出巨大的能量。
最常见的核聚变反应是氢的同位素氘和氚聚变成氦,同时释放出能量。
二、核能开发的历史核能的开发始于 20 世纪。
1938 年,德国科学家奥托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼发现了铀核裂变现象,这为核能的利用奠定了基础。
在二战期间,美国为了应对战争的需要,启动了“曼哈顿计划”,成功研制出了原子弹,这是核能在军事领域的首次应用。
战后,人们开始探索核能的和平利用。
1954 年,苏联建成了世界上第一座核电站——奥布宁斯克核电站,标志着核能开始为人类的生产和生活服务。
随着技术的不断进步,核电站的建设在全球范围内逐渐展开。
从早期的第一代核电站到如今的第三代、第四代核电站,核能的利用效率不断提高,安全性也在不断增强。
三、核能的优点核能作为一种能源,具有许多显著的优点。
首先,核能的能量密度非常高。
少量的核燃料就可以产生大量的能量,相比于传统的化石能源,如煤炭、石油等,核能能够提供更持久、更强大的能源供应。
其次,核能是一种相对清洁的能源。
在核能发电过程中,不会产生像燃烧煤炭那样的大量废气、废渣和温室气体,对于缓解全球气候变化具有重要意义。
再者,核能的运行成本相对较低。
虽然核电站的建设成本较高,但一旦建成,其燃料成本相对较低,而且运行维护成本也相对稳定。
核能技术的应用与发展
核能技术的应用与发展核能技术是一种广泛应用于现代社会的能源产生技术。
在能源的稀缺和环保要求日益严格的情况下,核能技术的应用和发展更加受到人们的关注。
本文将介绍核能技术的应用领域、优缺点以及其未来发展趋势。
一、核能技术的应用领域核能技术的应用范围非常广泛,主要包括以下几个方面:1. 大型电力工程:核能发电是核能技术最主要的应用之一。
核能发电技术可以高效稳定地产生电能,而且不会排放二氧化碳等污染物,因此在减缓全球变暖和空气污染方面有着重要的作用。
2. 医学诊断和治疗:核医学技术是由核能应用于医学领域的子门类。
核医学技术可以诊治肿瘤、心脏病、甲状腺病、神经系统疾病等多种疾病。
3. 工业应用:核技术应用于工业的领域也非常广泛,可以广泛应用于食品加工、材料分析、环境保护等领域。
例如,核技术通过辐照处理,可以延长食品的保鲜期,防止细菌滋生,提高食品的质量。
4. 研究领域:核能技术也被广泛应用于科学研究领域,可以应用于物理、化学、材料、地球科学等多个领域。
例如,利用中子的强穿透性和不同物质之间的相互作用,可以对物质结构、材料性质、岩石构造等进行研究。
二、核能技术的优缺点核能技术是一种相对成熟的技术,其优点和缺点也相对明显。
以下是核能技术的主要优缺点:1. 优点:(1)高效可靠:核能可以高效稳定地产生电能,不论是发电效率,还是稳定性都是普通能源无法比拟的。
(2)环保节能:相比传统化石能源,核能发电不会产生二氧化碳等污染物,对环境的影响较小,在环保和节能方面有明显的优势。
(3)远程输电:核能发电站通常建设在距离人口集中地较远的地区,可以远程输电,降低人们生活和工业生产中的能源成本。
2. 缺点:(1)安全隐患:核能技术本身存在一定的危险性,特别是核泄漏问题。
(2)核废料处理问题:核能技术产生的核废料会对环境和人类健康造成潜在威胁,因此,核废料的安全处理成为了核能技术发展的一个重要问题。
(3)成本高昂:核能技术发展的初期投资和后期运营成本都相对较高,对国家和企业的财务压力较大。
核能的利用与应用
核能的利用与应用核能是一种高效、可持续的能源,对于满足当今社会对能源需求具有重要意义。
它不仅可以用于发电和供热,还可以应用于医学治疗、工业领域以及科学研究等方面。
本文将重点探讨核能的利用与应用,以及相关的技术和挑战。
一、核能发电核能发电是目前最为常见和广泛应用的核能利用方式之一。
核能通过核反应堆中的核裂变或核聚变过程产生热能,再通过蒸汽轮机驱动发电机发电。
核能发电具有高效、清洁、可靠的特点,能够大量供应电力,满足人们生活、生产的需求。
核能发电的主要技术包括压水堆、沸水堆和重水堆等不同类型的反应堆,以及核燃料的制备和处理技术。
这些技术在保证安全和可靠性的同时,对于核能发电的高效利用起着重要作用。
然而,核能发电面临着核废料处理、安全风险和全球资源供应等挑战,需要不断进行技术创新和政策支持。
二、核能在医学上的应用核能在医学领域也具有广泛的应用。
例如,放射性同位素可以用于医学诊断和治疗。
放射性同位素标记的药物可以通过放射性示踪技术追踪人体内特定器官或组织的代谢活动,从而对疾病进行准确的诊断。
放射治疗则利用放射线来杀死体内恶性肿瘤细胞,达到治疗的效果。
核能在医学上的应用还包括核素扫描、核素治疗和放射性免疫分析等,这些技术在临床上具有重要的地位和指导意义。
然而,核能在医学应用中也存在着辐射防护、治疗效果与副作用的平衡、设备和材料的供应等挑战,需要不断进行技术研发和应用推广。
三、核能在工业领域的应用核能在工业领域也发挥着重要的作用。
核技术可以应用于工业生产中的材料分析、缺陷检测和质量保障等方面。
例如,通过中子辐射可以对材料的组成和结构进行分析,从而实现材料的合理选择和质量控制。
此外,核能还可以用于辐照食品和杀菌消毒等领域,提高食品质量和保障公众健康。
工业应用中的核能技术也面临着辐射防护、设备研发和改进、核材料管理等挑战。
同时,核安全问题也是工业应用中需要特别关注和解决的重要问题。
四、核能在科学研究中的应用核能在科学研究领域也扮演着重要角色。
核能的产生和利用
核能的产生和利用核能作为一种非常重要的能源形式,广泛应用于许多领域。
它不仅能满足人们不断增长的能源需求,还能减少对传统化石能源的过度依赖,有效降低排放,对环境友好。
本文将详细介绍核能的产生和利用。
一、核能的产生核能的产生是通过核反应实现的。
核反应是在核能电站中,通过控制放射性物质的裂变或聚变过程来释放能量。
核裂变是指重核因吸收中子而解体成两个大核,释放能量。
核聚变则是指轻核融合成更重的核,同样释放大量能量。
核电站是使用核能的主要场所。
在核电站中,铀或钚等放射性物质被用作燃料。
核反应发生时,产生的能量通过冷却剂传递给发电机组,最终转化为电能。
核电站的优点在于能够提供大量的电能,同时不产生二氧化碳等温室气体,对环境的污染相对较少。
二、核能的利用核能的利用涉及多个领域,包括发电、医疗和科研。
1. 发电核电是核能利用的最主要方式之一。
核能产生的高温、高压蒸汽通过涡轮转子驱动发电机发电。
核电站具有稳定可靠的特点,其电能输出非常大,能够满足城市和工业用电的需求。
此外,核电站的运行成本相对较低,因为燃料的能量密度非常高,每单位燃料可以产生大量的能量。
2. 医疗核技术在医疗领域也有广泛应用。
放射性同位素被用于医学诊断和治疗。
例如,放射性同位素碘-131可以用于治疗甲状腺疾病,而放射性同位素铯-137可以用于肿瘤治疗。
核技术的应用使得医疗诊断更加准确,治疗效果更好。
3. 科研核能的利用在科研领域也有重要的地位。
核反应堆被用于核物理实验和新材料研究。
通过模拟太阳和恒星内部的高温和高压环境,科学家们可以更好地理解宇宙的形成和演化过程。
此外,核技术还被用于碳测年、同位素追踪等领域,为各类科研提供了重要工具和方法。
总结:核能的产生通过核反应实现,包括核裂变和核聚变。
核能的利用主要涉及发电、医疗和科研等领域。
核电是核能利用的主要方式之一,能够提供大量的电能且环境污染较少。
核技术在医疗诊断和治疗领域具有广泛应用,可以提高诊断准确性和治疗效果。
核能的发展与展望
核能的发展与展望核能是一种清洁、高效的能源形式,被广泛应用于发电、医疗和工业领域。
随着能源需求的增长和环境污染问题的日益严重,核能作为一种可持续发展的能源形式备受关注。
本文将从核能的发展历程、技术进步、安全措施、环境影响和未来展望等方面进行探讨。
一、核能的发展历程1.1 核能的发现和初期应用核能最早是由法国科学家居里夫妇在20世纪初发现的,随后被应用于原子弹的制造。
1.2 核能在发电领域的应用20世纪中叶,核能开始在发电领域得到广泛应用,成为一种主要的清洁能源形式。
1.3 核能在医疗和工业领域的应用除了发电领域,核能还被广泛应用于医疗和工业领域,为人类社会的发展做出了重要贡献。
二、核能的技术进步2.1 核反应堆技术的不断改进随着科技的进步,核反应堆技术不断改进,提高了发电效率和安全性。
2.2 核燃料循环技术的发展核燃料循环技术的发展使得核能的利用率得到提高,减少了核废料的产生。
2.3 新型核能技术的研究目前,新型核能技术如核聚变技术正在不断研究和发展,为核能的未来发展带来了新的希望。
三、核能的安全措施3.1 核安全监管制度的建立各国建立了完善的核安全监管制度,确保核能的安全运行。
3.2 核应急预案的制定各国制定了完善的核应急预案,一旦发生核事故能够及时有效地应对。
3.3 核安全文化的培育培养全社会的核安全意识和文化,是确保核能安全的重要措施。
四、核能的环境影响4.1 核能对环境的影响相比传统化石能源,核能的排放量更少,对环境的影响更小。
4.2 核废料处理的挑战核废料的处理和处置是核能发展面临的重要挑战,需要制定科学的处理方案。
4.3 核事故对环境的影响核事故对环境的影响是不可忽视的,需要加强核安全管理,减少事故发生的可能性。
五、核能的未来展望5.1 核能在能源转型中的地位随着能源需求的增长和环境问题的日益严重,核能将在能源转型中发挥重要作用。
5.2 新技术的应用新技术的应用将推动核能的发展,提高核能的利用效率和安全性。
核能的基本知识介绍
核能的基本知识介绍核能是一种重要的能源形式,具有高效、清洁、可持续等优点,被广泛应用于发电、医疗、工业等领域。
本文将介绍核能的基本知识,包括核能的定义、来源、利用方式、优缺点以及未来发展趋势。
一、核能的定义核能是指原子核内部的能量,是一种释放出来的巨大能量。
核能是由原子核内部的核子结合力所储存的能量,当核反应发生时,核子结合力的变化将释放出能量,这种能量就是核能。
二、核能的来源核能的主要来源是核裂变和核聚变。
核裂变是指重核裂变成两个或多个轻核的过程,释放出大量能量。
核聚变是指轻核聚变成重核的过程,同样也释放出巨大能量。
目前,核能主要利用核裂变进行能源生产。
三、核能的利用方式核能主要通过核反应堆来利用。
核反应堆是一种能够控制核裂变反应的设备,通过控制核反应的速率来控制能量的释放。
核反应堆中的燃料一般为铀、钚等放射性元素,通过控制反应堆中的中子流,可以实现核裂变反应的持续进行,从而产生热能,再通过热能转换为电能。
四、核能的优点1. 高效:核能的能量密度非常高,一小部分核燃料就可以产生大量能量。
2. 清洁:核能发电不会产生二氧化碳等温室气体,对环境污染较小。
3. 可持续:核燃料虽然有限,但通过科技进步可以实现核废料的再处理和核燃料的再利用,从而延长核能的可持续利用时间。
4. 安全:现代核反应堆具有多重安全措施,可以有效防止核辐射泄漏和核事故的发生。
五、核能的缺点1. 核废料处理问题:核能的利用会产生放射性废料,需要进行安全处理和储存,处理和储存核废料的成本较高。
2. 核安全风险:核反应堆发生事故可能会造成严重的核泄漏,对人类和环境造成严重影响。
3. 核扩散风险:核能技术的发展也可能被用于核武器制造,存在核扩散的风险。
六、核能的未来发展趋势随着能源需求的增长和环境问题的日益突出,核能作为一种清洁高效的能源形式,将在未来得到更广泛的应用。
未来核能技术将更加安全高效,核废料处理技术将得到进一步改进,核能将成为能源结构中重要的一部分。
核能技术的发展与利用
核能技术的发展与利用核能技术是近代最重要的科学技术之一,其发展与利用对于推动人类社会的发展和改善人类生活起到了重要的作用。
然而,核能技术的发展与利用并非一帆风顺,它伴随着一系列的争议和挑战。
本文将就核能技术的发展历程、应用领域和存在的问题进行探讨,以期对于核能技术的发展与利用有一个更深入的了解。
首先,让我们来看看核能技术的发展历程。
核能技术最早起源于20世纪30年代,当时有一些科学家开始研究原子的结构和性质。
随着研究的深入,人们发现核裂变的现象,即将重核原子撞击或捕获中子后,原子核会分裂成两个较小的核片段,并释放出大量的能量。
这一发现引起了人们的广泛关注,很快核能技术的研究就蓬勃发展起来。
核能技术的应用领域非常广泛。
首先,核能技术被用于发电。
核能发电是目前最为重要的核能技术应用之一。
核电厂利用核裂变产生的热能转化成蒸汽,推动涡轮机发电。
相比传统的化石燃料发电,核能发电不会产生大量的二氧化碳等温室气体,对环境的影响更小。
其次,核能技术在医学领域也有广泛应用。
我们常听说的核磁共振成像和放射性同位素治疗等技术都是基于核能技术的原理。
此外,核能技术还被应用于工业、农业等多个领域,例如辐照技术在食品加工中的应用,提高了食品质量和保鲜效果。
然而,核能技术的发展与利用也存在一些问题和挑战。
首先,核能技术的安全问题是一个重大的关注点。
核事故的发生可能导致放射性物质的泄漏,给人类和环境带来巨大的伤害。
切尔诺贝利核事故和福岛核事故就是最典型的案例。
其次,核能技术的废弃物处理也是一个重要的问题。
核能发电会产生大量的放射性废物,其长期储存和处理需要特殊的设施和技术。
此外,核能技术与核武器的关系也是人们普遍关注的问题。
核裂变技术可以用于研制核武器,因此核能技术的发展和利用需要受到国际监管和限制,以防止核武器扩散。
针对核能技术的问题和挑战,国际社会已经采取了一系列的措施和合作。
首先,加强核安全是各国普遍共识。
国际原子能机构(IAEA)定期开展核安全检查和评估,帮助各国提高核能技术应用的安全性。
核能的利用和核废物处理
核能的利用和核废物处理随着能源需求的不断增长和对环境的关注,核能作为一种清洁、高效的能源形式,受到了广泛的重视。
本文将探讨核能的利用以及核废物的处理问题。
一、核能的利用核能是通过核裂变或核聚变反应获取的能量。
核裂变是指原子核撞击后分裂成两个或更多的碎片,释放出大量能量。
核聚变是指两个轻核聚合成一个重核,同样也会释放出巨大的能量。
1.1 核能发电核能发电是利用裂变反应中释放的能量来产生电力的过程。
核反应堆通过控制中子的速度和密度,控制核链式反应的程度,从而产生热能,通过蒸汽轮机和发电机将热能转化为电能。
核能发电具有高效、稳定的特点,不受地理环境限制,且能源密度高。
1.2 核能在医学和工业中的应用除了发电以外,核能还有广泛的应用领域。
在医学中,核技术可以用于诊断和治疗疾病,如放射性同位素用于放射性示踪、放射性疗法等。
在工业领域,核技术可以用于材料检测、食品辐照灭菌等。
二、核废物处理核能的利用带来了核废物的产生问题。
核废物是指核反应过程中产生的放射性废物,其中包括高放射性废物和低放射性废物。
2.1 高放射性核废物处理高放射性核废物是指放射性活度非常高的废物,它们需要在安全的条件下进行长期储存和处理。
一种方法是将其封存在高密度的材料中,形成不渗透的容器,以防止核废物的泄漏。
另外,可以考虑将高放射性废物进行再处理或转化成稳定的同位素,以减少其放射性活度。
2.2 低放射性核废物处理低放射性核废物相对来说放射性活度较低,处理较为简单。
通常采用隔离和封装的方法,将核废物存放在专门设计的储存容器中,再进行安全的埋藏,或者将其进行长期的监测。
三、核能的发展和挑战尽管核能具有诸多优势,但是也面临一些挑战和争议。
其中包括核能事故的风险、核废物的处理和储存问题、核扩散的风险等。
为了更好地利用核能,我们需要加强核安全措施,研发更先进的反应堆技术,并致力于核废物的安全处理与储存。
结论核能的利用可以为我们提供清洁高效的能源,满足不断增长的能源需求。
核能的发现和利用
核能的发现和利用1、铀原子核裂变现象的发现铀原子核裂变现象的发现还得从美籍意大利物理学家费米利用中子轰击铀核的实验研究工作谈起。
当人工放射性核素发现以后,科学家们就纷纷利用α粒子、质子以及中子去轰击周期表上各种元素,以求获得更多的人工放射性核素。
而费米就是利用α粒子轰击铍能发射中子的核反应过程,把镭和铍均匀混合在一起,就可以制成能发射大量中子的镭-铍中子源。
然后,利用这些中子去轰击各种元素,并用自制的高灵敏度盖革—弥勒计数管进行测量。
结果发现将近六十多种被中子照射过的元素中,约有四十多种能产生放射性核素。
后来,费米在长期的实验工作中发现,如果把所用的镭-铍中子源加以适当改进,在中子源和银圆筒之间加上一层石蜡或其它含氢物质,就能使银的放射性强度大大增加,这可从盖革—弥勒计数管上得到反映。
这是因为镭-铍中子源所发射的快中子能量很大,不易和银发生反应。
现在通过石蜡后快中子被减速成热中子,其能量和分子热运动能量相当,即能量为0.0253电子伏或速度为每秒2200米。
由于热中子运动速度很慢,它在核周围的停留时问就会加长,因此和核作用的机会也就越多,所产生的放射性也就越强,计数就大大增加。
费米在获得热中子后,重新对铀核进行轰击试验。
看它能否被铀核俘获生成更多的原子序数大于92的93、94……一系列超铀元素。
然而,大量实验结果证明,在铀核俘获中子后的生成物中,呈现出非常复杂的辐射成分。
在测量中发现它们是由多种β射线所组成,先后共测得四种不同能量的β射线,根据它们辐射强度随时间衰减的曲线分析,得到四种不同的半衰期,分别为10秒、40秒、12分和90分。
而费米及其助手当时也无法从这些复杂的放射性物质中识别出事先想找到的93号新元素。
这是因为他们中间缺少精通化学分析的科学家。
即使在这些新产生的放射性物质中确已存在93号元素,他们也不能用化学方法由辨别它们。
由于费米及其同事在生产人工放射性核素中一直认为元素俘获一个中子后,经过β衰变能生成原子序数增加1的新元素,所以费米等人总是专心致志地去寻找原子序数比铀更大的超铀元素。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
核能的利用与前景
摘 要 本文简要介绍原子核的质量亏损和结合能、核子的平均结合能与规律等核能利用原理及核能发电、供热的应用,并对核能聚变前景进行展望。
关键词 核能 质量亏损 结合能
1、引言【1】
人类赖以生存的地球,正在超负荷运行。
不仅人口在增长,而且社会发展对能源的需求正以惊人的速度增长。
而靠大量燃烧石化燃料获得能源的同时,也给现代社会带来了许多难以解决的灾难性问题:能量资源短缺,森林植被遭破坏,大气、水系、土壤被污染,二氧化碳增多导致的温室效应使自然灾害增多等等。
在保护和改善环境的前提下开发利用新兴能源,是人类生存和社会发展的必然趋势。
20世纪30年代,随着对原子核研究的深入,人类发现了原子核内蕴藏着巨大的可开发的能量,并开始和平利用原子能的研究。
经半个多世纪的努力,迄今世界上已有30多个国家建造核电站440多座,发电量占全球的18%。
与火电相比,核电是廉价、洁净、安全的能源。
随着将来受控热核聚变的成功,核能必然成为未来的能源支柱。
2、原理
2.1、原子核的质量亏损和结合能【1】
原子核都是由质子和中子组成的,质子和中子统称核子。
实验数据发现任何一个原子核的质量总小于组成它的所有核子的质量和,也即核子在组成原子核的过程中,发生了质量亏损,其亏损等于核子结合为核时质量的减少,用△M 表示。
根据爱因斯坦质能方程2E mc =,可知自由核子在结合成原子核时要释放能量,这个能量称为原子核的结合能B 。
2()p n B ZM NM M C =+-,其中M p 、M n 、M 分别为质子、中子、原子核的质量。
2.2、核子的平均结合能与规律【1】
质子和中子结合为原子核时放出
的总能量除以质量数A,称为核子的平
均结合能E 。
其物理意义是自由核子结
合成原子核时平均每个核子释放的能
量;也可以理解为核分散成核子时,外
界必须对每个核子作功的平均值。
E 的
大小可以表征原子核稳定的程
度。
平均结合能越大,表示这些
原子核越稳定。
核子数较小的轻
核与核子数较大的重核,平均结
合能都比较小,中等核子数的原
子核,平均结合能较大,表示这
些原子核较稳定。
当平均结合能
较小的原子核转化成平均结合
能较大的原子核时,就可释放核
能。
图1中表示出各种不同核的平均结合能对质量数A 的分布曲线。
从曲线图分析可知中等原子核的平均结合能较大,轻核和重核的平均结合能较小。
这说明当一个重核分裂成两个中等质量的原子核时或者当两上很轻的核聚合成一个较重的核时,将有能量的释放,此能即为原子能,又称核能。
重核的裂变和轻核的聚变是获取原子能的两条主要途径。
2.3、核裂变【2】
核裂变,又称核分裂,是指由重的原子(铀y óu 或钚b ù)分裂成较轻的原子的一种核反应形式。
原子弹以及裂变核电站或是核能发电厂的能量来源都是核裂变。
其中铀裂变在核电厂最常见,加
热后铀原子放出2到4个中子,中子再
去撞击其它原子,从而形成链式反应而
自发裂变。
如图2所示。
2.2、核聚变【2】
核聚变是指由质量小的原子
(主要
图1:平均结合能图 图3
:核聚变示意图
外来中子 铀-235 裂变 辐射 中子 链式裂变反应 图3:裂变反应示意图
是指氘或氚)在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式,如太阳发光发热的能量来源。
如图3所示。
3、核能的利用
核能对军事、经济、社会、政治等都有广泛而重大的影响。
在军事上,核能可作为核武器,并用于航空母舰、核潜艇等的动力源;在经济上,核能可以替代化石燃料,用于发电;可以作为放射源应用于医疗等。
【3】
3.1、核能发电【4】
利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。
它与火力发电极其相似,只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能。
核电之所以能成为重要的能源支柱之一,是由它的安全性、运行稳定、寿期长和对环境的影响小等优点所决定的。
大部分核电发达国家的核能发电比常规能源发电更为经济。
3.2、核能供热【3】
核能供热是20世纪80年代才发展起来的一项新技术,这是一种经济、安全、清洁的热源。
发展核反应堆低温供热,对缓解供应和运输紧张、净化环境、减少污染等方面都有十分重要的意义。
核供热是一种前途远大的核能利用方式,不仅可用于居民冬季采暖,也可用于工业供热。
特别是高温气冷堆可以提供高温热源,能用于煤的气化、炼铁等耗热巨大的行业。
核能不仅可以供热,还可以用来制冷,通过低温供热堆进行的制冷试验已成功。
4、结束语——聚变能利用的探索
福岛核电站事故的发生,又一次引发了人们对核能利用的广泛讨论,许多人极力反对核能的继续使用。
但我们必须认清人类发展的现状——人口爆炸与能源短缺。
化石燃料使用殆尽,其他新型能源如风能、太阳能、潮汐能等还无法满足全人类的能源需求,只有核能的利用能解决当前的问题。
所以核能不但不能放弃,还需要更进一步的开发利用——聚变能。
释放原子能的另一个有效途径是利用轻核的聚变反应。
把两上或多个较轻的原子核工业结合成较重的原子核的现象即为原子核的聚变。
由前图分析可知,在
轻核区核子的平均结合能上升最快。
,因此轻核聚变释放的原子能巨大,目前的聚变研究集中在轻核区。
但是和平利用聚变能还很难实现。
因为核力是一种短程力,只有当他们之间的距离接近到大约万分之一毫米时,核力能才起作用,使两个原子核聚合在一起,放出巨大的能量。
而所有的原子核都带正电,两个带正电的原子核互相接近时,他们之间的库仑斥越来越大。
所以实现聚变反应的条件是反应中的原子核必须具有很高的能量来克服静电斥力,使两核之距进入核力力程。
据测算这样的能量将使氘核的温度达到5.6×108k。
在这样的高温下,气体早已离化成原子核和电子的集合体——等离子气体,所以实现聚变的难度很大。
在当前技术条件下,在地球上能表现的大规模释放轻核聚变能的方法,只有用原子弹触发的氢弹的热核热核反应的设想。
当前研究中的受控热核反应有两种以上主道方式。
一种是磁约束方式,将氘核放置在强磁场中,注入能量后使其升温,由于此时的氘原子将离化为等离子体,这种带电的粒子将在磁场作用下“拐弯”,而不能脱离磁场,可将“等离子体”拘束在某一范围内。
另一种约束方式是惯性约束,实际上是不附加任何的约束,仅靠自身的惯性,在极短的时间内维持相对不动,设法使某一氘和氚混合的小球堆迅速升温升压,实现热核爆炸而释放能量。
受控热核反应的研究正在探索之中,但相信再过几十年聚变能核电站一定能实现,人类将享用“取之不尽、用之不竭”的聚变能源。
参考文献
【1】李生莲. 核能的原理和利用. 运城学院学报, 2003, 05: 22-23.
【2】/view/22222.htm
【3】/forum.php?mod=viewthread&tid=231693
【4】/focus/EarthDay2009/2009-04-14/1239690586d23966.html。