和平利用核能
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能源是一个国家国民经济的重要基础之一,是国民经济可持续发展的强有力的保证。
然而在传统的能源构成中,火力发电和水力发电都有其局限性。
例如,煤炭和石油发电时,在消耗了大量宝贵的化石资源的同时,放出的废气严重地污染了环境,使人们的生存空间越来越恶劣;另外大量的燃料需求又给交通运输部门增添了沉重的负担。
而水力发电方面,因为目前只有江河发电形成规模,其它尚未达到工业利用程度,所以,水力资源的发达程度就限制了其发展的空间。
而核能作为一种新型的能源,具有得天独厚的优越性。
它利用地球中蕴藏丰富的放射性同位素铀的裂变反应产生的巨大的能量来发电,效率既高又不污染环境。
理论上说,1公斤的铀全部裂变所释放出的裂变能,大约相当于2500吨煤或2000吨的石油燃烧时所释放出的能量。
随着世界各国环境意识的加强,核能的重要性正在逐步被认识到,各国对发展核能的投入也呈稳定上升的趋势。
相信在下个世纪中,核能必将得到更广阔的发展空间,这一优秀的能源形式必将得到更大的发展,从而使其更好地服务于人类和造福于人类。
核能的和平利用,对于缓解能源紧张、减轻环境污染具有重要的意义。
我国十分重视核能的开发利用,在国家高技术研究发展计划(863计划)中,能源领域研制开发三种先进反应堆,它们是快中子堆、高温气冷堆、聚变-裂变混合堆。
目前,核裂变能已经为人类提供了总能耗的6%。
而当将来利用轻原子核的聚变反应产生的核聚变能得到工业应用后,人类将从根本上解决能源紧张的问题。
核聚变能是两个轻原子核结合在一起时,由于发生质量亏损而放出的能量。
核聚变的原料是海水中的氘(重氢)。
早在1934年,物理学家卢瑟福、奥利芬特和哈尔特克就在静电加速器上用氘-氘反应制取了氚(超重氢),首次实现了聚变反应。
尽管海水里的氘只占0.015%,但由于地球上有巨大数量的海水,每升海水中所含的氘通过核聚变反应产生相当于300升汽油燃烧所放出的能量,所以可利用的核聚变材料几乎是取之不尽、用之不竭的。
这些氘通过核聚变释放的聚变能,可供人类在很高的消费水平下使用50亿年。
而且,核聚变能是更为清洁的能源。
当前,科学家正在为此而不懈地努力.
从人类能源需求的前景来看,发展核能更是必由之路,这是因为核能有其无法取代的优点,主要表现于:1.核能是地球上储量最丰富的能源,又是高度浓集的能源。
一吨金属铀裂变所产生的能量,相当于270万吨标准煤。
按照地球上有机燃料的储量和人类耗能的情况来估算,地球上煤的储量大概还过200多年即将耗尽,石油则只够用三四十年。
人类已经面临如何选择后继能源的问题。
地球上已探明的核裂变燃料,即铀矿和钍矿资源,按其所含能量计算,相当于有机燃料的20倍,只要及早开发利用,即有能力替代和后继有机燃料。
更进一步说,地球上还存在大量的聚变核燃料氘,能通过聚变反应产生核能。
1吨氘聚变产生的能量相当于1100万吨标准煤。
自然界每吨海水或河水中均含有3克氘,所以,将来聚变反应堆成功后,1吨海水即相当于33吨标准煤。
那时,人类将不再为能源问题所困扰。
2.核电是清洁的能源,有利于保护环境。
目前,世界上大量燃烧有机燃料的后果是相当严重的,燃烧后排出大量的二氧化硫、二氧化碳、氧化亚氮等气体,不仅直接危害人体健康和农作物生长,还导致酸雨和大气层的“温室效应”,破坏生态平衡。
比较起来,核电站就没有这些危害。
核电站严格按照国际上公认的安全规范和卫生规范设计,对放射性三废,按照尽力回收储存,不往环境排放的原则,进行严格的回收处理。
往环境排放的只是处理回收后残余的一点尾水尾气,数量甚微。
核电站运行经验证明,它每发1000亿度电,放射性排放总剂量平均1.2希,而烧煤电站的灰渣中放射性物质总剂量约为每发1000
亿度电3.5希。
可见即使仅从放射性排放角度看,核电也比火电小。
3.核电的经济性优于火电。
电厂每度电的成本是由建造折旧费、燃料费和运行费这三部分组成。
主要是建造折旧费和燃料费,核电厂由于特别考究安全和质量,建造费高于火电厂,一般要高出30%~50%,但燃料费则比火电厂低得多。
火电厂的燃料费约占发电成本的40%~60%,而核电厂的燃料费则只占20%~30%。
国外和我国台湾省的经验证明,总的算起来,核电厂的发电成本要比火电厂低15%~50%。
4.以核燃料代替煤和石油,有利于资源的合理利用。
煤和石油都是化学工业和纺织工业的宝贵原料,能以它们制造出多种产品。
它们在地球上的蕴藏量是很有限的;作为原料,它们要比仅作为燃料的价值高得多。
所以,从合理利用资源的角度来说,也应逐步以核燃料代替有机燃料。