核能的应用与前景展望

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1、核能的应用与发展前景展望许楠楠(兰州大学核科学与技术学院兰州730000)摘要：从18世纪60年代，英国工业革命开始，人类经历了工业时代、电气时代和信息时代，在这250多年的时间，人类消耗了地球数百万年前形成的化石能源的绝大部分，21世纪是人类发展的重要世纪，同时也是人类常规能源短缺的世纪，如何摆脱能源危机成了各国发展生活中不可回避的话题。开发新能源，寻找替代能源是人类为了走出能源危机所迈开的极其有意义的一步，从目前人类掌握的技术看，核能有着许多不可替代的优势，如核能发电清洁，较其它发电方法稳定，运行成本不易受国际经济因素影响等。关键词：核能

2、和平利用反应堆型前景展望1．前言人类的进步里不开能源，蒸汽机的发明引起了18世纪的工业革命，使人类进入了蒸汽时代，蒸汽机的主要能源物质是煤炭。19世纪60年代活塞式内燃机问世，直到今天，人类的主要生产运作还是靠内燃机，可以说是内燃机使人类步入了现代社会，内燃机的主要能源物质是石油。不管是蒸汽机还是内燃机，所使用的能源物质都是化石燃料，属于不可再生资源。1973年、1979年我们人类经历了两次能源危机，其中有政治因素也有经济因素，通过这两次能源危机，让我们看清楚人类的发展史是能源的消耗史，一旦现在依赖的常规能源耗尽，我们的正常生活将陷入万劫不复

3、的深渊。日常生活困扰还不是最可怕的，因为能源危机人类可能爆发战争，现在国际上的战事多少都牵扯到能源。新能源开发是我们走出困境的必由之路，目前进行试探性利用的新能源主要是太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。现阶段，国际上发展较快的是运用核能发电，在法国，核能发电量占整个国民用电量的78%，是世界上核能发电量比重最大的国家，我国的核能发电量仅占2%，随着国家经济的发展需要，我国正在大力发展核电事业。2．人类对核能的认识让世界知道核的应该是1945年8月6日和9日，这两天美军分别向日本的长崎和广岛投下了两颗代号分别为boy和fat的

4、两颗原子弹（见下图），据日本官方统计，这两次核爆炸直接炸死3万多人，此后15年，因为辐射以及放射粉尘而死亡的人数有19万。核能是以这样及其不光彩的“开场白”登上人类历史舞台的，这也就导致人类对核能利用的恐惧，外加冷战时期美苏两个超级大国的核军备竞赛，更加剧了人类对核能的恐惧。但凡事都有两面性，核能能摧毁人类也能造福人类，正如滕建群上校所说核能开发与利用像其他技术一样，一经发现，它即经历了分裂：一是为军事所吸纳。二是用于发电、医疗等领域，成为造福人类的重能源【1】。核能给人类的第一张名片Boy和Fat两颗原子弹爆炸时令人毛骨悚然的美丽城市被核子

5、武器攻击后的惨状人类对核能的恐惧除了以上原因外，还有对各种射线辐射的忧虑。因为射线无色无味，看不见摸不着，我们人类可能天生对某些不能感知的事物心存畏惧，但辐射并不是因为人类发明了原子弹而产生的，在辐射防护中，希沃特是辐射剂量的一种单位，记作Sv。我们常见的有α射线、β射线和γ射线三种。α射线是氦原子核流，β射线是电子流，γ射线是波长短于0.2埃的电磁波，其中α射线的电离能力最强，β射线次之，电离能力最差的是γ射线，三种射线的穿透能力和上边的顺序相反（见下图）。在现实生活中，辐射离我们并不遥远，我们无时无刻不在接受着放射性照射，为什么这样说呢？

6、因为阳光就是太阳上氢原子核发生核聚变反应所放出的一种能量形式。还有我们平时进行体检时所进行的某些检测，如拍X光，做脑CT检查等。1895年伦琴在维尔茨堡大学发现了X射线，右图是人类历史上第一张X光照片。我们日常生活中接受的照射剂量如下表：我国某些高本底地区水、粮食、蔬菜、空气土壤北京—欧洲往返一次肺部透视一次核电站周围3.7毫希/年0.25毫希/年0.15毫希/年0.04毫希0.02毫希0.01毫希/年通过以上数据，我们可以清晰的看到，在人类利用核能造福人类的同时，只要通过恰当的辐射防护，完全可以抵消其对我们生活所产生的“影响”。3．核能的原

7、理我们身边的一切物质都是由原子构成的，核能就是由小小的原子核发生某种变化而释放出来的。较轻的原子核融合成一个新核或重核分裂成其它新核都将释放出能量，我们分别称之为核聚变和核裂变，目前人类能加以控制的是核裂变，我们的核电站都是利用核裂变进行发电的。核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加热成高温高压，核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多（相差约百万倍）。裂变释放的能量『2』能量形式能量，MeV裂变碎片的动能168裂变中子的动能5瞬发γ能量7裂变产物γ衰变—缓发γ能量7裂变产物β衰变—缓发β能量8中微子能量12总共2

8、07注：在核物理计算中，我们经常使用电子伏特（eV）而非焦耳（J）作为能量单位，其换算关系是1eV=1.6×10-19J核裂变的原理图如下，一个中子轰击重核，使其分