核能发展史
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国家的重视 核科研工作的起步,铀资源的发现和初探,国家基础工业 的发展,在客观上创造了基本条件,形势的发展,需要国家创建核工业。中共 中央把这项工作提到了重要议事日程。 1955年1月14日,周恩来总理同著名地质学家李四光和核物理学家钱三强谈 话,详细地询问了我国核科学研究人员、设备和铀矿地质资源的情况,还认真 、细致地了解了反应堆、原子弹的原理和发展核能技术所需要的条件。第二天 ,即15日,毛泽东主席在中南海主持召开了中共中央书记处扩大会议,在听完 汇报后,他十分高兴地向到会的人说:“现在到时候了,该抓了。只要排上日 程,认真抓一下,一定可以搞起来。”这是一次对中国核工业具有重大历史意 义的会议。它作出了中国要发展核工业的战略决策,标志着中国核工业建设的 开始。 周恩来要求中国科学院组织在北京的有关科学家和教授,宣讲原子能的科普 知识,首先要向中央和各部委的领导干部宣传,造成一个全国人民关心原子能 事业的气氛。 1956年上半年,在周恩来直接领导下制定的中国1956~1967年科学技术发展 远景规划,把原子能工作列为规划的第一项重点任务。中共第八次全国代表大 会通过的关于发展国民经济的第二个五年计划的建议,也把发展原子能事业作 为经济建设的一项重要任务。
中国科学院成立 原子能为尽快结束第二次世界大战,争取和平,作出了历 史性的贡献。 第二次世界大战后,无论是战争力量还 是和平力量都将目光集中到了当代科学技术的这一伟大成 就上。为了遏止核讹诈政策,世界和平人士也希望新中国 掌握核武器。 1951年10月,著名的国际和平战士、法国杰出的科学家约里 奥•居里,约见中国的回国科学家,要他转告中国领导人: 你们要反对原子弹,你们必须要有原子弹。原子弹也不是 那么可怕的。约里奥•居里夫人还将亲手制作的10克含微量 镭盐的标准源送给回中国的科学家,作为对中国人民开展 核科学研究的一种支持。 新中国成立前,原子核科学高级研究人员,只有10人左右, 且分散在各地。至于设备器材更是少得可怜。 与此同时,我国地质部门,关于寻找核资源,即铀矿勘探 工作也在加紧进行。
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核能问世的准备时期,可以追溯到19世纪末至20世纪初。19世纪 末,英国物理学家汤姆逊 发现了电子。1895年,德国物理学家伦琴发 现了X射线。1896年,法国物理学家贝克勒尔发现 了放射性。1898年, 居里夫人发现新的放射性元素钋。1902年,她经过4年的艰苦努力又发 现 了放射性元素镭。1905年,爱因斯坦提出质能转换公式E=m*c^2( c为光速,E为能量,m为转 换成能量的质量)。1914年,英国物理学 家卢瑟福通过实验,确定氢原子核是一个正电荷单元 ,称为质子。 1932年,英国物理学家查得威克发现了中子。1938年,德国科学家奥 托· 哈恩和 他的助手斯特拉斯曼用中子轰击铀原子核,发现了核裂变现 象。有些元素可以自发地放出射线,这些元素叫做放射性元素。放射 性元素可以放出3种看不 见的射线。一种是α射线,就是氦原子核。一 种是β射线,就是高速电子。一种是γ射线,就 是高能光线。其中γ射线 的穿透能力最强。当中子撞击铀原子核时,一个铀核吸收了一个中子 而分裂成两个较轻的原子核,同时发生 质能转换,放出很大的能量, 并产生两个或3个中子,这就是举世闻名的核裂变反应。
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当前,世界上的主要能源是煤、石油、天然气这些化石燃料,化 石燃料不是可再生能源, 用掉一点儿就少一点儿。燃烧化石燃料向大 气排放大量的“温室气体” 二氧化碳、形成酸雨 的二氧化硫和氮氧化 物,并排放大量的烟尘,这些有害的物质对环境造成了严重的破坏。 核能 不产生这些有害物质。1987年,世界卫生组织总干事布伦特兰领 导的世界环境和发展委员会提 出了“可持续发展”的概念,就是“既 满足当代人的需求,又不危及后代人满足其需求的发展 。”为了实现 可持续发展, 人类迫切地需要新的替代能源。目前,惟一达到工业应 用、可以 大规模替代化石燃料的能源,就是核能。
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核能分为核裂变能和核聚变能两种。核裂变能是通过一些重原子 核发生“链式裂变反应” 释放出的能量,核聚变能是由两个轻原子核 结合在一起释放出的能量。迄今达到工业应用规模 的核能只有核裂变 能。核聚变又叫“热核反应”。氢的同位素氘(重氢,质量数为2)是 主要 的核聚变材料。氘以重水的形式存在于海水中。氘的量占氢的 0.015%。1升海水中的氘通过核 聚变释放出的能量相当于 300升汽油燃 烧释放出的能量。全世界海水中所含的氘通过核聚变释 放的聚变能, 可供人类在很高的消费水平下使用50亿年。2002年12月2日,我国一代 受控核聚 变研究装臵———核工业西南物理研究院的中国环流器二号 A装臵建成并举行开机仪式,为我 国进一步参与核聚变研究的国际合 作创造了条件。
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弯路与困难 但是,创业之时,也走了弯路。在1958年全国“大跃进”的气氛中,二机部也先后提出了 “全民办铀矿”、“大家办原子能科学”的口号,这带有很大的盲目性,不切合实际 ,违背了客观规律,因而导致指标过高,要求过急,布点过多,战线过长,造成了损 失和浪费。 苏联的技术援助,对中国核工业建设的起步起了重要作用。但是,这种援助,从一开始就 是有限的。最主要的是尽量不提供军事应用方面的援助。随着中苏两党出现政治分歧 ,并进而扩大到国家关系的恶化,这种局部限制就演变为全面断绝援助。 1959年6月20日苏共中央致中共中央信。信中以当时苏联与美国、英国等国家正在谈判禁止 试验核武器的协议,苏美首脑即将在戴维营举行会谈为理由,提出暂缓按协定向中国 提供原子弹的教学模型和图纸资料,两年以后看形势发展再说。后来关系进一步恶化 ,1960年7月16日,苏联政府照会中国政府,他们决定撤走全部在华苏联专家。到8月 23日,在中国核工业系统工作的233名苏联专家,全部撤走回国。 自力更生 这时,根据中央的决策,二机部提出了核工业在新形势下的总任务是:3年突破,5年 掌握,8年适当储备。具体要求是,争取在5年内(1960~1964年)自力更生制成原子 弹,并进行爆炸试验;在8年内有一定数量的储备。 核工业的建设和发展,是一个国家技术经济实力的一种反映,是建立在全国的技 术经济基础之上的,因而也必须依靠全国的协作。中央于1961年7月16日作出了《关于 加强原子能工业建设若干问题的决定》。
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中国核能发展的历史
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Байду номын сангаас
内战时期
1945年美国在日本显示其原子弹的威力 ,当时中国政府的兵工署长便在中美联合参谋本部看到美国关 发展过程的机密文件。美方的参谋长问他“你们要不要派人到 制造原子弹?”中国政府立即作出了响应,秘密筹划。为了规 中国的原子计划,他们找到了西南联大教授华罗庚和吴大猷。 他们筹建科研机构,遴选人才,其中有李政道、朱光亚和唐 但这批科学家到了美国之后,并未能进入有关原子弹的研究机 分别到合适的大学里去进修。 为了到美国洽购科研设备,当时的中国政府曾批文意图拨款 蒋介石发动内战,这笔款成了泡影。 只有中国著名的原子物理学家、中央大学(即今东南大学) -16任赵忠尧于1946年6月赴美期间,接到当时中国驻美使馆的通知
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在一定的条件下,新产生的中子会继续引起更多的铀原子核裂变 ,这样一代代传下去,像 链条一样环环相扣,所以科学家将其命名为 链式裂变反应。1946年,在法国居里实验室工作的 我国科学家钱三强 、何泽慧夫妇发现了铀原子核的“三裂变”、“四裂变”现象。链式 裂变反应释放出巨大的核能,1千克铀235裂变释放出的能量,相当于 2500吨标准煤燃 烧产生的能量。只有铀233、铀235和钚239这3种核素 可以由能量为0.025电子伏的热中子引起 核裂变。它们都是核燃料,其 中只有铀235是天然存在的,而铀233、钚239是在反应堆中人工 生产出 来的。铀235在天然铀中的含量仅为0.7%。反应堆是通过受控的链式裂 变反应将核能缓慢地释放出来的装臵,是和平利用核能的最主 要的设 施。
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周恩来领导中央专门委员会 1962年为加强领导,组织实施,决定在中共中央直接领导下,成立一个15 人专门委员会。由国务院及中央军委有关部门负责人参加,周恩来任主任。 中央专门委员会是一个权力机构,任务是加强对原子能工作的领导。 委员会下设办公室,作为日常办事机构,附设 在国务 院国防工业办公室,这是核工业建设和核武器研制的总指挥部。 中央专门委员会其余14位成员中,7位副总理,7位部长级干部都是国家 政府、军队、工交、财贸、科研、文教卫生各方面的负责人。他们参加中 央专委,就可根据专委要求,动员各方面的力量参加原子能工作,从而保 证规划的实施。 核工业建设和核武器研制攻关,是一项系统工程,它包括了核工业的 地质勘探、矿山开采、工业生产、武器研制、科学研究、设备制造、工程 建设、运输通信、安防卫生等各个子系统。每个子系统又都按照1964年底实 现第一颗原子弹爆炸试验这个总目标,把各项任务进行分解,分层次落实 到各部门、各单位。 在中央专门委员会的领导下,全国先后有26个部(院),20个省、市、 自治区(包括900多家工厂、科研机构、大专院校)参加了攻关会战.
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反应堆的种类繁多,一般是根据用途分为动力堆、生产堆和研究 堆。动力堆是利用 核裂变释放的能量来产生动力,进行发电、供热、 推动船舰等。生产堆是利用中子生产新的核 燃料。研究堆是利用中子 进行基础科学和应用科学的研究。为了实现核能的进一步发展,当前 世界许多国家的核科学家正在研究与发展先进的核反应 堆,进一步提 高反应堆的安全性和经济性。我国“863”计划正在研发两种先进反应堆 。一种 是由清华大学核能技术设计研究院承担的10兆瓦高温气冷实验 堆。高温气冷堆具有安全性好( 不会对厂外公众造成危害)、发电效 率高(蒸汽发电效率38~40%,氦气透平发电45~47%)、 用途广(可 进行煤的气化和液化、制氢等)的优点。该反应堆已于2003年1月29日 达到满功率 并网发电。另一种是由中国原子能科学研究院承担的中国 实验快堆。快中子反应堆的主要优点 是可大大提高铀资源的利用率, 从目前轻水堆的1%左右提高到60~70%。该反应堆正在建造, 其主厂 房已于2002年8月15日封顶。
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成立第二机械工业部 1956年7月28日,周恩来向毛泽东、党中央报告,建议成立原子能事业部。 1958年改称第二机械工业部,1982年又改名为核工业部。 原子能事业作为中央的一项伟大战略决策,得到举国上 下的拥护,也得到了世界人民的支持。中国奉行的是“自力更生为主,争取外 援为辅”的方针。 中国发展核工业的初创时期,曾争取前苏联的技术援助。当时,与国际上所 循的通常路线一样,首先用于军事目的。1957年10月15日,中苏两国政府在莫斯 科签订了关于国防新技术的协定。协定规定,为援助中国研制原子弹,苏联将 向中国提供原子弹的教学模型和图纸资料。 根据中苏协定,苏联援建研究性重水反应堆和回旋加速器。1958年6月13日, 反应堆达到临界。7月1日,人民日报发表了消息,同时宣布中国科学院物理所 改名为中国科学院原子能研究所。到1960年上半年,该所发展到4300多人,22个 研究技术单位,22个学科,60个学科分支,成为我国第一个比较完整的、综合 性的核科学技术研究基地。
核能发展历史
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核能基本知识 什么是核能
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原子弹和氢弹是怎么回事
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起爆瞬间 E=mc**2
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世界核能的发展历史
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核能是20世纪人类的一项伟大发现,并已取得了十分重要的 成果。1942年12月2日,著名科学家费米领导几十位科学家,在美 国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆,标志着人类从 此进入了核能时代。在这以前人类利用的能源,只涉及到物理变 化和化学变化,当核能进入人们的生产和生活后,一种通过原子 核变化而产生的新能源从此诞生。 第一座反应堆首次启动时,功率仅为0.5瓦。60年后,核能已 占全世界总能耗的6%。国际原子能机构公布,截至2002年底,全 世界共有441台核电机组在运行,2002年共生产电力2.574万亿千瓦 小时,约占当年世界总发电量的17%。其中,核发电量占本国总 发电量比例最高的国家是立陶宛,达到80%,其次是法国,达到 79%。