原子能的利与弊
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发展核能的利与弊
从1942年12月2日美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆,到1945年8月6日和9日美国先后投放两颗原子弹在日本的广岛和长崎;从1954年苏联建成了世界上第一座核电站----奥布灵斯克核电站,到2010年,全世界共有441座民用核电反应堆(美国104,法国58,日本55,俄国32,韩国21,印度20,英国19,加拿大18,德国17,乌克兰15,中国大陆13,瑞典10,西班牙8,比利时7,捷克、台湾6,瑞士5,匈牙利、斯洛伐克、芬兰4,巴西、保加利亚、阿根廷、墨西哥、巴基斯坦、罗马尼亚、南非2,亚美尼亚、荷兰等1)在运行发电。
核能已经由陌生渐渐被人们所熟知,核能的巨大能量也被开发的越来越全面。现今社会,煤炭、石油这种化工原料已经开发殆尽,余下的储量也分布不均,缺少化石燃料的国家,单单依靠化工燃料燃烧的能量供给,已经满足不了这个时代的巨大能量需求了。当今,全世界总发电量的16%是由核反应堆提供,而其中9个国家多于40%的能源生产来自于核能。所以,发展核能已经不是单单某个国家的计划。但是核能的发展也是有很大的隐患的,例如最近日本核电厂爆炸对环境和人类安全造成了严重的威胁。究竟是否应该发展核能系统呢?下面让我们讨论一下这个问题。
什么是核能
核能(或称原子能)是指通过转化从原子核释放的能量来发电。其工作原理是这样的:原子由原子核与核外电子组成,原子核由质子与中子组成。当铀这种物质的原子核受到外来中子轰击时,一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核,同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀原子核,引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能,可以使水变成水蒸气,推动气轮机发电。
核能的发展是社会的需要
现在世界的人口是60亿,我国的人口是13亿。联合国预言,到2050年世
界人口将增长到90亿。随着人口的快速增长和经济的飞速发展,人类对能源的需要也随之大量增加,当今的能量结构形式是不可能满足巨大工业社会的需求的。人类需要能量,这就导致了煤炭、石油等化石能源的过度开发,这不仅使地球的化石燃料消耗殆尽。而且,这些化石燃料是在地下用了几亿年甚至几十亿年才累积形成的,是不能再生的,对我们来说不仅仅是燃料,更是一种宝贵的古老化石。更何况化石燃料释放的污染物也将使地球不堪重负,我们虽然利用了他它一小部分的能量,却带来了更多的环境问题。
一座100万千瓦的煤电厂,一年要烧掉200-300万吨的煤,而一年燃烧这么多的煤,除了会排出20多万吨煤渣外,还会往空气中排放600-700吨二氧化碳,5-10万吨二氧化硫,2-3万吨氮氧化物,3-6千吨一氧化碳,以及2-3千吨颗粒物。除此之外,还会排放约400外万吨的重金属,还有大家所熟识的酸雨,就是煤燃烧排放的二氧化硫和氮氧化物也所造成的。当然不得不提的还有温室效应,我们都知道二氧化碳是主要温室气体之一,这种气体减缓了地球热量向外散发,使地球温度逐渐升高,国际气候委员会说:人类按现在这样排放二氧化碳,到2100年,地球升高的温度会使海平面升高约一米。到那时候,我们的大片海岛和浅滩会被淹没。更严重的是,全球气候变暖还有引发像干旱、洪涝、海啸等各种自然灾害,还会带来各种新型疾病。
所以,所以我们需要开发更多的新型能源,更准确的说,我们需要清洁的能源。相比较下来,核能比其他常规能源,如煤气、天然气、煤碳、石油等要清洁许多。所以核电就自然走入了人们的视野,核电站的建设也逐渐被提上了各国的议案。
发展核能的优点
核能应用作为缓和世界能源危机的一种有效的措施是有许多优点的,例如他的燃料体积小而能量大,核能比化学能大几百万倍。一座100万千瓦的大型烧煤电站,每年需原煤300~400万吨,运这些煤需要2760列火车。同功率的核电站,一年仅耗低浓缩铀燃料28吨;1千瓦发电经费是0.001美元左右,便宜了许多。
还有就是污染小,对环境没有很高的污染负荷。火电站不断地向大气里排放二氧化硫和氧化氮等有害物质。当然煤炭的燃烧也少不了二氧化碳的排放,这是目前严重污染问题之一温室效应的根本原因。同时煤里的少量铀、钛和镭等放射
性物质,也会随着烟尘飘落到火电站的周围,污染环境。而核电站设置了层层屏障,基本上不排放污染环境的物质,就是放射性污染也比烧煤电站少得多。据统计,核电站正常运行的时候,一年给居民带来的放射性影响,还不到一次X光透视所受的剂量。
发展核能的弊端
虽然核能的发展有许多优点,但是我们普通人对核电站的认识基本偏向负面。人们担心的核电站容易发生最大的问题就是安全问题。当然,核电站相关工作人员应对此负有一定的责任,他们过于强调核电的安全性,这样反而难以得到广大民众的理解。.核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害。倘若大型核电站泄露甚至爆炸,那这种效果不亚于核武器战争的爆发,甚至意味着地球走向死亡。
从第一座核电站建成以来,全世界投入运行的核电站达400多座,30多年来基本上是安全正常的。但还是有1979年美国三里岛压水堆核电站事故和1986年苏联切尔诺贝利核电站事故,这两次事故都是由于人为因素造成的。尤其是今年3月11日,日本发生了迄今震级最高的9.0级地震,整个日本东北部海岸遭遇不同程度的海啸袭击,导致海啸过后,冷却系统出现问题,进而反应堆无法冷却,导致核电站发生多次爆炸。含有放射性物质的蒸气向周边地区排出,散发出的辐射量“相当危险”,辐射量远远超过法定标准。例如在日本核电站周围检测到放射性物质铯-137,铯-137会造成人体造血系统和神经系统损伤。
日本核电站危机已吸引了全世界的目光。各国政府24小时监测大气情况,我国大部分省份均已检测到放射性物质微粒,太平洋也已受到了污染。幸运的是目前暂时还没有对全球环境构成严重的威胁。
再则,核能电厂产生的高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,都具有放射性,必须谨慎处理,否则还可能引发环境灾难。
另外,发展核能的投资成本巨大,所以电力公司的财务风险也就大大提高。若建造一个核电站未能成功运行或失败,那损失是会很大的。而且一些发展中国家并不是不想发展核能,但迫于经济等原因,计划就会被搁置,这就造成了世界能源分布不均。