核能的發(fā)展歷史

【專家解說】：核能問世的準備時期，可以追溯到19世紀末至20世紀初。 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)家貝克勒爾首次發(fā)現(xiàn)了天然鈾的放射性；1898年，居里夫人又發(fā)現(xiàn)了新的放射性元素釙和鐳；1902年，她經(jīng)過4年的艱苦努力成功分離出毫克級的高純鐳；1905年，愛因斯坦提出了著名的質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式E＝mc2（c為光速，E為能量，m為轉(zhuǎn)換成能量的質(zhì)量）。 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。1932年，英國物理學(xué)家查得威克發(fā)現(xiàn)了中子。1938年，德國科學(xué)家哈恩和他的助手斯特拉斯曼用中子轟擊鈾原子核，發(fā)現(xiàn)了核裂變現(xiàn)象。有些元素可以自發(fā)地放出射線，這些元素叫做放射性元素。放射性元素可以放出3種看不見的射線。一種是α射線，就是氦原子核。一種是β射線，就是高速電子。一種是γ射線，就是高能電磁波。其中γ射線的穿透能力最強。當(dāng)中子撞擊鈾原子核時，一個鈾核吸收了一個中子而分裂成兩個較輕的原子核，同時發(fā)生質(zhì)能轉(zhuǎn)換，放出很大的能量，并產(chǎn)生兩個或3個中子，這就是舉世聞名的核裂變反應(yīng)。 在一定的條件下，新產(chǎn)生的中子會繼續(xù)引起更多的鈾原子核裂變，這樣一代代傳下去，像鏈條一樣環(huán)環(huán)相扣，所以科學(xué)家將其命名為鏈式裂變反應(yīng)。1946年，在法國居里實驗室工作的我國科學(xué)家錢三強、何澤慧夫婦發(fā)現(xiàn)了鈾原子核的“三裂變”、“四裂變”現(xiàn)象。鏈式裂變反應(yīng)釋放出巨大的核能，1千克鈾235裂變釋放出的能量，相當(dāng)于2500噸標準煤燃燒產(chǎn)生的能量。只有鈾233、鈾235和钚239這3種核素可以由能量為0.025電子伏的熱中子引起核裂變。它們都可用作核燃料，其中只有鈾235是天然存在的，而鈾233、钚239是在反應(yīng)堆中人工生產(chǎn)出來的。鈾235在天然鈾中的含量僅為0.7%。