发展核能的利与弊

黑龙江大学

论文题目：发展核能的利与弊

学院：化学化工与材料学院

年级：2007级

专业：环境科学

姓名：李天一

学号：

指导教师：伊杰

摘要

随着地球的化工燃料越来越少，我们急需找到一种新的清洁能源。核能，正好满足了我们这个需求，它是人类最具希望的未来能源。所以越来越多的核电站建成，这很大一部分缓解了我们对能源的需要。但是，任何事物的兴起都有它的两面性，我们不能避重就轻，不能畏首畏尾。找出发展核能的合理方向，制定最适合当前社会的发展方案，才能更好的发展核能。

关键词

发展核能，核电站，环境污染，核安全

Abstract

As earth chemical fuel less and less, we need to find a new clean energy.Nuclear power, just satisfies our demand, it’s our most promising future energy.So more and more nuclear power station built, this was largely easing our energy needs.However, the rise of anything has its two side,We can't trivial, can't flinch at.Find out the reasonable development of nuclear energy, formulate the most suitable direction in the current social development plan, can better development of nuclear energy.

Keywords

Development of nuclear energy, Nuclear power station,Environmental pollution,

Nuclear safety

前言

从1895年德国物理学家伦琴发现了X射线，到1902年居里夫人发现了放射性元素镭；从1905年爱因斯坦提出质能转换公式，到1938年德国科学家奥托哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象；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2003年，全世界共有440座核电反应堆在运行发电。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。所以核电的发展可以说是社会需要。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国家计划。但是核能的发展也是有很大的隐患的，核电厂发生意外对人类安全可以造成严重的威胁，1986年的切尔诺贝尔事件是最好的例子。

任何事物的衍生发展都是有利有弊的，核能也一样。我们不能畏首畏尾、瞻前顾后，也不能突然冒进、武断独行。所以怎样把核能合理的发展成安全稳定的核能系统，就不是一件容易的事了。

一、什么是核能

核能（或称原子能）是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=m c²，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。这里光速常量是一个很大的数值，我们可以看出，即使很小的质量的物质，也可以发出巨大的能量。核能有三种核反应：核裂变，打开原子核的结合力；核聚变，原子的粒子熔合在一起；核衰变，自然的慢得多的裂变形式。核能的开发和利用主要集中在核电站、核武器、核潜艇三个方面。核电站是利用原子核裂变时放出的核能来发电的电厂，反应堆是核电站的核心。核反应堆是一种能持续进行可控链式反应的装置，能发生核裂变的燃料有铀-235、铀-238、钚-239。目前正在运转的核电厂

所使用的是铀-235.用慢中子轰击铀-235时，就会发生裂变反应：235U＋1n(慢）→较重碎核＋轻核碎核＋中子。用爱因斯坦公式计算：在核裂变过程中，每1克参加反应的U-235可以放出约8×107KJ的能量，而每1克煤完全燃烧时所放出的热量约为30KJ。也就是说，1克铀-235裂变所产生的能量相当于2.7×106克煤燃烧时所放出的能量。可见核能是多么巨大。核反应堆的发展是循序渐进的。一般来说，按照科技难度的不同，分为热中子反应堆、快中子反应堆和可控聚变堆三类。核武器是利用核反应在一瞬间放出巨大的能量，造成大规模杀伤破坏作用的武器，包括原子弹、氢弹和中子弹。核潜艇是在常规潜艇基础上发展起来的，以压水堆作为它的核动力装置。

二、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，2050年增长2倍，所以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。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。

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。虽然我们已经为此提出了各种限制措施，