核能的开发与应用

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1、核能的开发与利用摘要:核能是人类历史上的伟大发现。从1942年美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆到现在，它已经被人类应用于多种方面，如核能发电、制造原子弹氢弹、烟雾探测器等，其中尤其是核能发电,给人们生活带来了很大的便利的同时，也为这个世界节约了大量的化石能源与森林资源。核能作为人类社会上最有希望的未来能源，具有极大的开发价值，尤其是在当今这个资源匮乏的时代中。但是，由于其极大的辐射和能量，核能同样具有令人畏惧的破坏力，潜在地危害着人类及其他物种的生命。所以，倡导安全核能势在必行，它的应用更要小心谨慎地实行。关键词：核能，核反应堆，核电

2、站，利与弊，开发，应用一、认识核能1•核能基础知识原子核包括质子和中子，质子数决定了该原子属于何种元素，原子的质量数等于质子数和中子数之和。如一个铀・235原子是由原子核（由92个质子和143个中子组成）和92个电子构成的。如果把原子看作是我们生活的地球，那么原了核就相当于一个乒乓球的大小。虽然原子核的体积很小，但在一定条件下它却能释放出惊人的能量。核能,又称原子能，它是原子核里的核子——中子或质子，重新分配和组合时释放出来的能量。核能分为两类：一类叫裂变能，一类叫聚变能。核能是不可再生能源。裂变能,重核发生裂变时释放的能量。重核裂变是指一个重原

3、子核，分裂成两个或多个中等原子量的原子核，引起链式反应，从而释放出巨大的能量。例如，当用一个中子轰击U-235的原子核时，它就会分裂成两个质量较小的原子核，同时产生2-3个中子和卩、y等射线，并释放出约200兆电子伏特的能量。如果再有一个新产生的中子去轰击另一个铀・235原了核，便引起新的裂变，以此类推，裂变反应不断地持续下去，从而形成了裂变链式反应，与此同时，核能也连续不断地释放出来。•质子J中子链式核裂变反应示意图聚变能,轻核发生聚变时释放的能量。轻核聚变是指在高温下（几百万度以上）两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核并放岀大量能量的过程

4、，也称热核反应。它是取得核能的重要途径之一。由于原子核间有很强的静电排斥力，因此在一般的温度和压力下，很难发生聚变反应。而在太阳等恒星内部，压力和温度都极高，所以就使得轻核有了足够的动能克服静电斥力而发生持续的聚变。自持的核聚变反应必须在极高的压力和温度下进行，故称为"热核聚变反应"。鼻炫皿A形成氮核:y被释放的中子释放能帚d黑客武林核聚变反应图解核能(nuclearenergy)是人类历史上的一项伟大发现，这离不开早期西方科学家的探索发现，他们为核能的应用奠定了基础。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

5、射线。1896年，法国物理学家贝克勒尔发现了放射性。1898年，居里夫人与居里先生发现新的放射性元素针。1902年，居里夫人经过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=mc2,其中E=能量，m=质量，c=光速常量。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。1935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•哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象。1942年12月2F1,美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。1945年8月6日和9日，美国将两颗

6、原子弹先后投在了日本的广岛和长崎。1954年，苏联建成了世界上第一座核电站-■-…奥布灵斯克核电站。在1945年之前，人类在能源利用领域只涉及到物理变化和化学变化。二战时，原子弹诞生了。人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开对核能应用前景的研究。［1］3.核能的可利用性及其优越性核电是浓集、清洁、安全和经济的能源。首先，核能是高度浓集的能源，核电站可建立在最需要用电的地方，不受燃料运输的限制。1公斤铀裂变产生的热量相当于1公斤标准煤燃烧后产生热量的270万倍［2］。因此，核电站特

7、别适合于缺乏常规能源而又急需用电的地区,如我国的东南、华南地区.核能是后备储量最丰富的能源，铀在地球上的储量相当丰富，等于有机燃料储量的20倍。核能是清洁的能源，有利于保护环境。目前，世界上80%的电力来自烧煤或烧油的火力发电站，燃烧后的烟气排放到大气中严重污染环境。相同规模的火电站释放出的放射性比核电站大几倍。煤燃烧后排放的一氧化碳、二氧化碳、硫化氢和苯并花，容易形成酸性雨，使土壤酸化，水源酸度上升，对植物及水产资源造成有害影响，破坏生态平衡，苯并花述是一种强致癌物质。同时大气中二氧化碳浓度增加还导致大气层的“温室效应覽另外，煤和石油又是重要的

8、化工原料，大量烧掉十分不利于化学工业的发展，是十分可惜的浪费。核能又是安全的能源经过儿十年的发展和完善，核电站已成为最安全的部门之一。我