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什么是核能？核能在使用中有哪些利與弊？ 一聽，要在家附近建設(shè)核電站，就會引發(fā)很多人不滿，主要是說：在我家門口放個原子彈，不放心啊，被輻射怎么辦？那么，核能與原子彈真的一樣嗎？ 在20世紀出現(xiàn)的高新技術(shù)中，恐怕再沒有比核能的發(fā)現(xiàn)和利用更令世人震驚了。 核能（或稱原子能）是通過核反應(yīng)從原子核釋放的能量，符合阿爾伯特·愛因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2 ，其中E=能量，m=質(zhì)量，c=光速。核能可通過三種核反應(yīng)之一釋放： 1、核裂變，較重的原子核分裂釋放結(jié)合能。 2、核聚變，較輕的原子核聚合在一起釋放結(jié)合能。 3、核衰變，原子核自發(fā)衰變過程中釋放能量。 核能的利弊 當前，世界上的主要能源是煤、石油、天然氣這些化石燃料，化石燃料不是可再生能源，用掉一點兒就少一點兒。燃燒化石燃料向大氣排放大量的“溫室氣體”二氧化碳、形成酸雨的二氧化硫和氮的氧化物,并排放大量的煙塵，這些有害的物質(zhì)對環(huán)境造成了嚴重的破壞。核能不產(chǎn)生這些有害物質(zhì)。1987年，世界衛(wèi)生組織總干事布倫特蘭領(lǐng)導(dǎo)的世界環(huán)境和發(fā)展委員會提出了“可持續(xù)發(fā)展”的概念，就是“既滿足當代人的需求,又不危及后代人滿足其需求的發(fā)展”。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，人類迫切地需要新的替代能源。目前唯一達到工業(yè)應(yīng)用、可以大規(guī)模替代化石燃料的能源,就是核能。 到目前為止人類獲得核能有兩條途徑。 早在1939年物理學(xué)家就發(fā)現(xiàn)鈾的原子核在一個中子的轟擊下，能夠分裂成幾個中等質(zhì)量的原子核的同時產(chǎn)生能量，這個能量比相同質(zhì)量的化學(xué)反應(yīng)放出的能量大幾百萬倍以上!就這樣，人們發(fā)現(xiàn)了“原子的火花”，一種新形式的能量——這個能量是由原子裂變而產(chǎn)生的，故稱其為原子核裂變能，它是核能的一種。但當時人們只注意到了釋放出驚人的能量，卻忽略了釋放中子的問題。 稍后，物理學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了更重要的一點，也是最引人注目的一點，就是：在鈾核裂變釋放出巨大能量的同時，還放出兩、三個中子來。一個中子打碎一個鈾核，產(chǎn)生能量，放出兩個中子來；這兩個中子又打中另外兩個鈾核，產(chǎn)生兩倍的能量，再放出四個中子來……以此類推，這樣的鏈式反應(yīng)，勢不可擋。這意味著：一個重原子核分裂成幾個中等質(zhì)量原子核的鏈鎖反應(yīng)過程會持續(xù)釋放大量核能，它是人類獲得核能的一條重要途徑。 與此同時，人類在尋找獲得核能的另一條途徑。在很早以前人類就在思索：太陽發(fā)出的巨大能量是從什么地方來的？現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)清楚，太陽發(fā)出的能量是來自組成太陽的無數(shù)的氫原子核。在太陽中心的超高溫(1500萬攝氏度)和超高壓下，這些氫原子核互相作用，發(fā)生核聚變，結(jié)合成較重的氦原子核，同時釋放巨大的光和熱。 太陽能的來源啟發(fā)了科學(xué)家，使他們認識到在人工控制下氫元素的核聚變反應(yīng)即受控?zé)岷朔磻?yīng)，是未來人類最有希望的能量來源。但由于控制熱核反應(yīng)要比控制裂變反應(yīng)堆困難得多，雖然近50年來世界各國都在大力研究，但仍有不少技術(shù)難題尚未解決。就目前來說人類能控制的還是核裂變。 全球第三大核電生產(chǎn)國日本(僅次于美國和法國)，計劃在今后十幾年內(nèi)建設(shè)11座新的核反應(yīng)堆。日本還計劃，到2050年使其國內(nèi)60%的電力都來自核電，這是其目前所占比重的兩倍。即便如此,同一些中國企業(yè)比，日本的“雄心壯志”還是微不足道的，中國核電企業(yè)計劃建設(shè)150座新的核反應(yīng)堆。 國際能源署將核能視為穩(wěn)定全球二氧化碳排放量水平的重要組成部分。 一些反對核能利用者，宣傳風(fēng)能和太陽能都可以提供能源和電力，并可用來替代化石燃料，從而可以減少二氧化碳排放。但事實是，這是“比較艱難的任務(wù)”。除去天然氣，核能是唯一一個可行的低碳能源來源，它有助于顯著減少對煤的使用。或許我們都不喜歡核能，但是我們必須選擇它。短期內(nèi)，即未來幾十年內(nèi)，減少二氧化碳排放量的顯而易見的途徑是增加天然氣使用。但就長期來看,除非能源儲存技術(shù)奇跡性地出現(xiàn)重大突破,比較可行的選擇只有核能。 |
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