你對核能的認識是怎樣的?

【專家解說】：核能應(yīng)用歷史 核能是人類歷史上的一項偉大發(fā)明，這離不開早期西方科學(xué)家的探索發(fā)現(xiàn)，他們?yōu)楹四艿膽?yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 19世紀末 英國物理學(xué)家湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子。 1895年 德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線。 1896年 法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射性。 1898年 居里夫人發(fā)現(xiàn)新的放射性元素釙。 1902年 居里夫人經(jīng)過4年的艱苦努力又發(fā)現(xiàn)了放射性元素鐳。 1905年 愛因斯坦提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式。 1914年 英國物理學(xué)家盧瑟福通過實驗，確定氫原子核是一個正電荷單元，稱為質(zhì)子。 1935年 英國物理學(xué)家查得威克發(fā)現(xiàn)了中子。 1946年 德國科學(xué)家奧托哈恩用中子轟擊鈾原子核，發(fā)現(xiàn)了核裂變現(xiàn)象。 1942年12月2日 美國芝加哥大學(xué)成功啟動了世界上第一座核反應(yīng)堆。 1945年8月6日和9日 美國將兩顆原子彈先后投在了日本的廣島和長崎。 1957年 蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站------奧布靈斯克核電站。 在1945年之前，人類在能源利用領(lǐng)域只涉及到物理變化和化學(xué)變化。二戰(zhàn)時，原子彈誕生了。人類開始將核能運用于軍事、能源、工業(yè)、航天等領(lǐng)域。美國、俄羅斯、英國、法國、中國、日本、以色列等國相繼展開對核能應(yīng)用前景的研究。 核能發(fā)電的過程 核能→水和水蒸氣的內(nèi)能→發(fā)電機轉(zhuǎn)子的機械能→電能。 核能發(fā)電 利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似。只是以核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器來代替火力發(fā)電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學(xué)能。除沸水堆外（見輕水堆），其他類型的動力堆都是一回路的冷卻劑通過堆心加熱，在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳給二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推動汽輪發(fā)電機。沸水堆則是一回路的冷卻劑通過堆心加熱變成70個大氣壓左右的飽和蒸汽，經(jīng)汽水分離并干燥后直接推動汽輪發(fā)電機。 核能發(fā)電利用鈾燃料進行核分裂連鎖反應(yīng)所產(chǎn)生的熱，將水加熱成高溫高壓，核反應(yīng)所放出的熱量較燃燒化石燃料所放出的能量要高很多（相差約百萬倍），比較起來所以需要的燃料體積比火力電廠少相當多。核能發(fā)電所使用的的鈾235純度只約占3%－4%，其馀皆為無法產(chǎn)生核分裂的鈾238。 舉例而言，核四廠每年要用掉80噸的核燃料，只要2支標準貨柜就可以運載。如果換成燃煤，需要515萬噸，每天要用20噸的大卡車運705車才夠。如果使用天然氣，需要143萬噸，相當于每天燒掉20萬桶家用瓦斯。換算起來，剛好接近全臺灣692萬戶的瓦斯用量。 簡史 核能發(fā)電的歷史與動力堆的發(fā)展歷史密切相關(guān)。動力堆的發(fā)展最初是出于軍事需要。1954年，蘇聯(lián)建成世界上第一座裝機容量為 5兆瓦(電)的核電站。英、美等國也相繼建成各種類型的核電站。到1960年,有5個國家建成20座核電站，裝機容量1279兆瓦（電）。由于核濃縮技術(shù)的發(fā)展，到1966年，核能發(fā)電的成本已低于火力發(fā)電的成本。核能發(fā)電真正邁入實用階段。1978年全世界22個國家和地區(qū)正在運行的30兆瓦（電）以上的核電站反應(yīng)堆已達200多座,總裝機容量已達107776兆瓦（電）。80年代因化石能源短缺日益突出，核能發(fā)電的進展更快。到1991年，全世界近30個國家和地區(qū)建成的核電機組為423套，總?cè)萘繛?.275億千瓦，其發(fā)電量占全世界總發(fā)電量的約16％。世界上第一座核電站—蘇聯(lián)奧布寧斯克核電站. 中國大陸的核電起步較晚，80年代才動工興建核電站。中國自行設(shè)計建造的30萬千瓦（電）秦山核電站在1991年底投入運行。大亞灣核電站于1987年開工，于1994年全部并網(wǎng)發(fā)電。 核能發(fā)電原理 核能發(fā)電的能量來自核反應(yīng)堆中可裂變材料(核燃料)進行裂變反應(yīng)所釋放的裂變能。裂變反應(yīng)指鈾-235、钚-239、鈾-233等重元素在中子作用下分裂為兩個碎片，同時放出中子和大量能量的過程。反應(yīng)中，可裂變物的原子核吸收一個中子后發(fā)生裂變并放出兩三個中子。若這些中子除去消耗，至少有一個中子能引起另一個原子核裂變，使裂變自持地進行，則這種反應(yīng)稱為鏈式裂變反應(yīng)。實現(xiàn)鏈式反應(yīng)是核能發(fā)電的前提。 要用反應(yīng)堆產(chǎn)生核能,需要解決以下4個問題：①為核裂變鏈式反應(yīng)提供必要的條件，使之得以進行。②鏈式反應(yīng)必須能由人通過一定裝置進行控制。失去控制的裂變能不僅不能用于發(fā)電，還會釀成災(zāi)害。③裂變反應(yīng)產(chǎn)生的能量要能從反應(yīng)堆中安全取出。④裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的中子和放射性物質(zhì)對人體危害很大，必須設(shè)法避免它們對核電站工作人員和附近居民的傷害。 世界上有比較豐富的核資源，核燃料有鈾、釷氘、鋰、硼等等，世界上鈾的儲量約為417萬噸。地球上可供開發(fā)的核燃料資源，可提供的能量是礦石燃料的十多萬倍。核能應(yīng)用作為緩和世界能源危機的一種經(jīng)濟有效的措施有許多的優(yōu)點，其一核燃料具有許多優(yōu)點，如體積小而能量大，核能比化學(xué)能大幾百萬倍；1000克鈾釋放的能量相當于2400噸標準煤釋放的能量；一座100萬千瓦的大型燒煤電站，每年需原煤300～400萬噸，運這些煤需要2760列火車，相當于每天8列火車，還要運走4000萬噸灰渣。同功率的壓水堆核電站，一年僅耗鈾含量為3％的低濃縮鈾燃料28噸；每一磅鈾的成本，約為20美元，換算成1千瓦發(fā)電經(jīng)費是0．001美元左右，這和目前的傳統(tǒng)發(fā)電成本比較，便宜許多；而且，由于核燃料的運輸量小，所以核電站就可建在最需要的工業(yè)區(qū)附近。核電站的基本建設(shè)投資一般是同等火電站的一倍半到兩倍，不過它的核燃料費用卻要比煤便宜得多，運行維修費用也比火電站少，如果掌握了核聚變反應(yīng)技術(shù)，使用海水作燃料，則更是取之不盡，用之方便。其二是污染少?；痣娬静粩嗟叵虼髿饫锱欧哦趸蚝脱趸扔泻ξ镔|(zhì)，同時煤里的少量鈾、鈦和鐳等放射性物質(zhì)，也會隨著煙塵飄落到火電站的周圍，污染環(huán)境。而核電站設(shè)置了層層屏障，基本上不排放污染環(huán)境的物質(zhì)，就是放射性污染也比燒煤電站少得多。據(jù)統(tǒng)計，核電站正常運行的時候，一年給居民帶來的放射性影響，還不到一次X光透視所受的劑量。其三是安全性強。從第一座核電站建成以來，全世界投入運行的核電站達400多座，30多年來基本上是安全正常的。雖然有1979年美國三里島壓水堆核電站事故和1986年蘇聯(lián)切爾諾貝利石墨沸水堆核電站事故，但這兩次事故都是由于人為因素造成的。隨著壓水堆的進一步改進，核電站有可能會變得更加安全。