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核能是高效能源嗎??????

來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-17 12:35:35
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核能是高效能源嗎??????問題描述:核能是高效能源嗎??????????A、是????????????B、不是領(lǐng)域?qū)<遥褐x謝邀請!首先核能肯定是高效能源,我選A.下面我具體說一下

問題描述:核能是高效能源嗎??????????A、是????????????B、不是

領(lǐng)域?qū)<遥?/span>謝謝邀請!首先核能肯定是高效能源,我選A.下面我具體說一下:人類必須尋找新能源,以滿足人類日益增加的對能源的需求.核電是新興的能源,是高科技的產(chǎn)物,是安全、清潔、高效的能源.原子彈是核能的一種應(yīng)用.科技的進(jìn)步,使人們實(shí)現(xiàn)了可控的鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng).1954年人類首次實(shí)現(xiàn)了核能的和平利用,核電開始進(jìn)入人類的生活.核能還可以用作衛(wèi)星或船艦的動(dòng)力,使衛(wèi)星和核艦艇的續(xù)航能力大大提高.從原子核中釋放出的輻射稱之為核輻射.核輻射和核能是核反應(yīng)產(chǎn)生的一對孿生兄弟.人類就生活在輻射環(huán)境中,但過量的核輻射是有害的,它可能使人致病、致死.當(dāng)今,核輻射已廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各方面.例如:特質(zhì)材料的輻照改性、無損探傷、在線測量(測厚、料位等)、輻 照保鮮、輻射育種、輻照殺蟲、X光、CT檢查、放療、化療、γ(伽瑪)刀;考古的年齡測量和刑事偵察等.化石能源(石油、煤炭、天然氣)的生成需要億萬年,人類大規(guī)模的開采利用使之日趨枯竭.水力資源也是有限的.地?zé)?、風(fēng)力、波浪、潮汐、太陽能等可再生能源至今尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用.人類必須尋找新能源,以滿足人類日益增加的對能源的需求.核電是新興的能源,是高科技的產(chǎn)物,是安全、清潔、高效的能源.

領(lǐng)域?qū)<遥?/span>核能是高效清潔的能源,這是新相對于普通的能源來說的。

目前人類獲取能源的方式主要有以下幾種主要有三種

1)自然能源的直接獲取。從人類進(jìn)化的進(jìn)程來看,一開始人類并不具有主動(dòng)獲取能源的本領(lǐng),隨著就連最原始的點(diǎn)燃木柴考個(gè)兔子的技能都沒有。當(dāng)雷擊中原始森林爆發(fā)火災(zāi)時(shí),無論對于居住于其中的人類和動(dòng)物來說都是無疑都是一場災(zāi)難,但是也有有益的一面,就是當(dāng)幸存下來的原始人類尋找食物時(shí),發(fā)現(xiàn)經(jīng)過野火烤過的動(dòng)物尸體口味更好,更容易食用,然后才開始有意識(shí)的保留火種,以至于后來會(huì)鉆木取火。

2)一次能源的獲取。一次能源依然是自然能源,目前仍然是主要的能量來源,比如煤、石油、天然氣、風(fēng)能、地?zé)崮艿饶茉吹墨@取,但是人類已經(jīng)學(xué)會(huì)了更高級(jí)的利用,將一次能源轉(zhuǎn)化為二次能源如電能。

3)依據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程E=mc^2,通過核反應(yīng)放出的能量作為一次能源。

核能高效體現(xiàn)在哪里呢?

前段時(shí)間理論推導(dǎo)過1g富集度是2.45%核燃料(并非1gU235)就相當(dāng)于約50kg的標(biāo)準(zhǔn)煤放出的熱量,1g富集度是4.9%核燃料就相當(dāng)于約100kg的標(biāo)準(zhǔn)煤放出的熱量。

火電站利用化石燃料燃燒所釋放出的化學(xué)能來發(fā)電,核電廠則利用核燃料的核裂變反應(yīng)所釋放的核能來發(fā)電。一座百萬千瓦級(jí)的核電廠,即每小時(shí)發(fā)出100萬度電,每年只需要補(bǔ)充約30噸核燃料,而同樣規(guī)模的火電廠每年則需要燒煤300萬噸;30噸核燃料一輛重型卡車即可拉走,而300萬噸原煤,每天就需要有一列40節(jié)車廂的火車?yán)骸?/p>

4)氚核聚變,在由四個(gè)質(zhì)子(P)轉(zhuǎn)變成一個(gè)氦原子核的過程中要釋放兩個(gè)中微子。即太陽里面發(fā)生核反應(yīng)。目前依然是試驗(yàn)階段。主要困難在于核聚變的條件苛刻,需要上億度的高溫以及用什么樣的合適的裝置來擔(dān)當(dāng)容器角色。目前主流的研究方法有兩種即慣性約束核聚變和磁約束核聚變。

歡迎關(guān)注5月21號(hào) 下篇具體討論這兩種方法

領(lǐng)域?qū)<遥?/span>荷蘭核研究與咨詢集團(tuán)(NRG)的科學(xué)家們,正將目光重新瞄向 1970 年代的研究課題,以期滿足未來的能源需求。在1976 年的時(shí)候,NGR 團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)對釷熔鹽反應(yīng)堆技術(shù)進(jìn)行過實(shí)驗(yàn),其有望帶來更清潔、安全的核反應(yīng)堆,提供全球規(guī)模的能源供應(yīng)。全球追求低碳的政治壓力下,核能似乎成為了一種理想的選擇。核反應(yīng)堆在可靠性上有著可靠的記錄(每瓦特致死率最低),且建設(shè)和生命周期內(nèi)的碳排放比風(fēng)能和太陽能設(shè)施還要低。

上圖是 1970 年代首次進(jìn)行的釷鹽反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn)

不過核能確實(shí)有四個(gè)主要的缺點(diǎn):

首先,反應(yīng)所需的鈾元素太過稀少,制備成本也相當(dāng)高。

其次,生產(chǎn)核燃料的技術(shù),也可用于制造武器。

第三,舊式核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì),存在著發(fā)生災(zāi)難性崩潰的危險(xiǎn)。

第四,沒人能給出一個(gè)所有人都可以接受的、長期的核廢料處理策略。

極高純度的釷鹽被小心放置到特制的坩堝中。

克服這些問題的其中一種方法,舊式用不同的裂變材料,取代傳統(tǒng)的鈾或钚。而自上世紀(jì) 40 年代以來,最具吸引力的選擇,就是釷。

與鈾不同,釷的儲(chǔ)量豐富而廣泛,因而不需要像制作濃縮鈾那樣費(fèi)心、也無法輕易轉(zhuǎn)而制造炸彈。此外,釷反應(yīng)堆擁有天然的安全設(shè)計(jì),如果反應(yīng)失去控制、可以輕松將之關(guān)閉。

釷反應(yīng)堆的放射性廢棄物,壽命也相對較短 —— 短短幾個(gè)世紀(jì),即可變得無害。

在 Petten 測試反應(yīng)堆的內(nèi)部,帶電粒子的運(yùn)動(dòng)速度比光速還要快。

如果你將足夠多的鈾(精煉燃料級(jí))堆疊在一起,其釋放的中子輻射就足以推動(dòng)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。在此過程中,鈾原子就能自我維持原子核裂變。

然而釷反應(yīng)堆的最大障礙,就是其自身難以達(dá)到臨界質(zhì)量。因此釷燃料必須與鈾混合,或者借助其它外部中子源來啟動(dòng)反應(yīng)過程。

一名 NRG 科學(xué)家正準(zhǔn)備將釷元素放入要測試的 Petten 反應(yīng)堆中。

從 1960 年代、直到 1976 年,美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)進(jìn)行過讓氟化釷在熔融鹽中溶解(而不是固體燃料元素)的實(shí)驗(yàn)。

盡管結(jié)果很有希望,這種方法還是被放棄了。自那時(shí)起,中國、印度、印尼等國都進(jìn)行過釷反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn),也曾考慮使用熔融鹽作為燃料。但直到 NRG 接過指揮棒,橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的方法才被重新啟用。

上圖為定制的測試設(shè)備,釷鹽位于最中心的位置。

在歐盟實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合研究中心,NRG 將進(jìn)行多個(gè)階段的鹽輻照實(shí)驗(yàn)(SALIENT),以便將釷熔鹽反應(yīng)堆(TMSR)提升到足夠商用的工業(yè)規(guī)模。

據(jù)游說團(tuán)體 Thorium Energy World 所述,實(shí)驗(yàn)第一階段著重于移除釷燃料在生命周期(核裂變過程中)產(chǎn)生的貴金屬。(分離釋放能量前,釷變成了鈾)

World's First Thorium Molten Salt Experiment in over 45 Years

一旦達(dá)成該目標(biāo),他們下一步將確定建造 TSRM 反應(yīng)堆的普通材料性能有多好。其必須能夠經(jīng)受得住腐蝕性的高溫鹽混合物,或者尋找其它方法來降低維護(hù)和運(yùn)營成本。

這或許包括一種叫做“哈斯特洛伊”(hastelloy)的耐蝕鎳基合金,或者鈦-鋯-鉬(TZM)合金。而他們的終極目標(biāo),是打造模塊化、可擴(kuò)展、符合當(dāng)?shù)啬茉葱枨蟮?TMSR 反應(yīng)堆,提供 24 小時(shí)的電力供應(yīng)。

因?yàn)槿廴邴}的使用,意味著可以在反應(yīng)仍在進(jìn)行的時(shí)候加注燃料,從而極大地減少停機(jī)時(shí)間。

領(lǐng)域?qū)<遥?/span>確實(shí)是高效能源。且風(fēng)電,光伏等都是未來發(fā)展的優(yōu)勢行業(yè),是全球能源的大趨勢。但愿我國電力制造業(yè)能夠越來越精,跟上全球能源改革的浪潮,甚至彎道超越。

領(lǐng)域?qū)<遥?/span>核能是高效能源。與其他能源相比毋庸置疑,核能的效率肯定要高,不過核能最主要的是安全問題,所以,發(fā)展核電必須是在保證安全的前提下階段性探索發(fā)展。

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