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走进奇妙的核能世界

发布时间:2015-12-15 19:24   

世界上存在着多种形式的能。他们有活泼暴躁地热能

和电能(闪电),轻柔无声如风能和潮汐能,

有不受人力驱使与控制的重力能,引力能。繁杂的能量和物质支撑着我们的生活,展现着生命的魅力多姿。现在,我们就谈一谈蕴藏在原子核中的秘密——核能!

什么是核能?

    用官方的话讲核能:就是通过核反应从原子核释放的能量,符合爱因斯坦的质能方程E=mc² ,其中E=能量,m=质量,c=光速。核能可通过三种核反应之一释放:1核裂变,较重的原子核******释放结合能。2核聚变,较轻的原子核聚合在一起释放结合能。3核衰变,原子核自发衰变过程中释放能量。

    其实通俗的讲就是原子核通过一系列的运动或变化使得自己产生了能量并放射出去。核聚变就好像生活中吹气球。你吹的气越多,气球就越鼓,直到某一时刻突然爆炸吓你一大跳。原子的增多使能量聚集,当达到某一临界点时就会发生释放产生作用效果。

核裂变就像是你快速撕开一张纸时,用手指可以感受到微微的热感,这其实也是一种能量释放。原子******拆分与打开会产生能量的变化。核衰变是原子自发进行的能量放射。我理解为一种燃烧,一种自己的燃烧,通过缓慢燃烧自己的质量和物质(实质是放射或者是以一定频率发射了粒子),那么对于本身就转换的了存在状态。就像木材燃烧成灰烬,海带燃烧成碘单质的混合物,原子核变成另一种原子核。

发生这些复杂的能量变化需要一定的条件,不像是我们能在生活中明显会看见似的。核衰变就像是人变老一样,是一个缓慢但坚定不移的过程;核裂变需要中子(原子核中存在的无电性微粒)高速轰击原子核;核聚变是要轻核的碰撞形成重核也需要高速和封闭环境。这些过程中溢出的能量我们称之为核能,我们就要用它们来为我们的生活服务。

为什么用核能

     首先核能是一种巨大的能量,核能比化石燃料燃烧放出的热量要大得多。1kg氘和氚的混合物发生核聚反应放出的能量,相当于10000多吨标准煤放出的能量。如果能充分开发核能那么我们就会减少化石燃料的使用,更加保护我们的地球。

其次核能是可再生能源。虽然现在的科学界对核能是否是可再生能源各执一词,但是我认为它是可再生的。科学界的普遍看法是认为现如今使用的核裂变燃料多为铀是不可再生的矿石资源,所以核能不可再生。而我认为技术一定会发展,就像哥伦布发现新大陆、牛顿揭开万有引力、爱因斯坦叩开相对论的大门一样,我们会有更加轻便的方法提取核能资源。从海水、从空气、从泥土分解,开发,合成我们需要的轻质原子核然后使用核聚变的方式大量生产核能。而且由于核聚变是由轻核转变成重核或是普通核,所以基本对于环境是无害的,这是大部分能源所不能媲美的。

最后对于我国来说,我们是仅有的几个能源生产和消费大国,发展民用核能已经越来越是当务之急。虽然我们有着广袤的土地,探明的煤储量排在世界前列但是经过15亿人口的平均却显得微不足道,更何况是我们本就产量极少的石油资源,新涌现的页岩气、油资源难以开采或是采集影响地形地貌。所以核能就成为了我们的首要选择之一。我国的资源分布也很不均匀。西北的气、油需要传送相当长的距离才能够运送到南方沿海的能源需求量大的地区,如果能在沿海开发数个用海水做原料和冷却剂的核电站或核能供热中心,对于经济是十分有促进作用的。还有就是我们国家的原子能开发与研究也已经走在世界前列,是时候将研究的科学技术转变为利国利民的生产力了。在21世纪我们有了更大的挑战和机遇,外国列强为了限制中国的发展可能会动用资源封锁战,价格战等多种方式,我们只有自发自强把命运掌握在自己手里,让能源这只手卡不到我们的脖子。发展核能势在必行!!!

核能的应用

   核能具有相当可观的价值。核能发展与核技术目前正处于成长和成熟时期,其主要标志是基础核技术与核军事技术已趋于成熟,形成产业,并且他方面尚有大量的新领域正待开发,世界各国大量投入人力、物力进行开发,经济效益和社会效益激增。而且一些核研究人员和科学家估测目前核技术应用的开发仅为其最大技术潜力的30%—40%,核能与核技术强大的技术优势决定了其强有力的生命力,是其他技术无法取代的。它在解决人类面临的一些重大问题,如能源、环境、资源、人口和粮食等方面具有极为重要的作用,而且对于传统行业的改造和促进新技术革命的到来将产生深远影响。

能源方面主要是核电站和核能发热站。在经过日本福岛核电站泄露事件后,人们多用有色眼镜看待核电站的建设,甚至于德国决定放弃核电站开发。但是我觉得这种做法有失偏颇,我们更应着眼于泄露的防护和技术的更新做到安全使用而不是弃之不用!我们未来会使用更加安全的燃料和更加保险的防护措施。如果核聚变技术有革命性进展,我们能用轻质氢作为原料那么防护或许会变得更加简单,大量的负氧离子(或原子)会产生水安全性提高。

在环境方面,除开剩下的化石燃料所产生的二氧化碳、一氧化碳、氧化硫等污染物质,就说随着技术的发展我们应用起了更多的能量,提高了核能的利用率。在欧美国家开始使用辐射技术减少垃圾的有害成分、净化水资源与废水、消毒杀菌、进行化学反应除去有害气体。日本和美国在这些方面走在了世界前列。1978年统计,美国、英国、加拿大和日本等国家先后建立了60多座1 MCi以上的大型现代化钻一60辐射消毒工厂,年消毒量约为75m3,价达70亿美元左右。到了2010左右这个产值更是翻了几番。

核能电池与小型核能内置发生器更是未来的发展方向。在电动汽车蓬勃发展的今天,对于速度、性能的要求会使得电池的容量和输出电压更高,普通的锂电池、铅蓄电池、镍基电池可能会无法满足需要,这时核能电池就可以大展身手!

小结

    我是学材料的,和能源相差有点多但在今天我们不发展就会落后的局面下,我们应该牢牢抓住时代的气息和脉搏,努力发展科学技术。核能作为可持续发展能源的重要一份子,我们材料人更应该重视。在技术更加发达的明天,核能必定会占据更加重要的位置。核不再只是一种战略威慑手段,而是真正造福万众的生活元素。未来是核能的时代!是我们的时代!是百舸争流、奋发上进的时代!




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