核电发展史简介.
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核能技术的发展和前景
核能作为一种高效且环保的能源,在全球范围内备受关注。随着技术的进步和安全措施的不断加强,核能技术的发展前景也越来越广阔。
1. 核能技术简介
核能是指通过核裂变或核聚变反应,将原子能转化为其他形式的能量。目前,核能主要应用于电力生产以及科学研究领域。可以说,核能在现代科技中具有举足轻重的地位。
2. 核能技术的发展历程
核能技术的发展历程可以追溯到二战时期。当时,美国通过曼哈顿计划研制出了第一颗原子弹。此后,核能的应用逐渐扩大,包括核燃料的利用和反应堆的研制等。
然而,在核事故频发的情况下,人们对核能技术的安全性产生了怀疑。1979年,美国的三里岛核电站发生了严重事故,导致核辐射泄漏;1986年,苏联切尔诺贝利核电站发生了严重事故,导致大量放射性物质释放到大气中,导致许多人受到辐射污染。
为了防止类似的事件再次发生,国际社会开始加强对核能技术的监管,同时在技术上加强安全措施。
3. 核能技术的应用和前景
目前,核能技术已经应用于多个方面,包括电力生产、医学领域、科学研究、太空探测等。其中,核能在电力生产领域的应用最为广泛。
核电站是目前最常见的核能应用,它通过核裂变反应产生热能,从而驱动涡轮机发电。核电站具有稳定、高效、环保等优点,被认为是一种非常有前途的发电方式。目前,全球总共有439台核电站,总装机容量达到393.3 GW,占全球总发电量的10%。
未来,核能技术在应对气候变化和能源危机方面将发挥越来越重要的作用。由于核电有低碳排放的优势,因此在减少温室气体排放、应对气候变化方面具有重要意义。同时,基于现有的技术和设备,采用核电的生产成本也比使用化石燃料的温室气体排放更低。
4. 核能技术的挑战和前景
虽然核能技术具有很多优点,但是它仍面临着很多挑战。首先是安全问题,核事故一旦发生,可能会导致灾难性的后果。其次是核废料处理问题,目前处理核废料的技术尚不够成熟,难以保证其安全性和环保性。同时,在核能技术应用的过程中,还存在恐怖主义和非法使用核材料等安全问题。
新能源概论结课论文
核能
一、发展史
核能问世的准备时期,可以追溯到19世纪末至20世纪初。
19世纪末,英国物理学家汤姆逊发现了电子;1895年,德国物理学家伦琴发现了X射线;1896年,法国物理学家贝克勒尔首次发现了天然铀的放射性;1898年,居里夫人又发现了新的放射性元素钋和镭;1902年,她经过4年的艰苦努力成功分离出毫克级的高纯镭;1905年,爱因斯坦提出了著名的质能转换公式E=mc2(c为光速,E为能量,m为转换成能量的质量)。
1914年,英国物理学家卢瑟福通过实验,确定氢原子核是一个正电荷单元,称为质子。1932年,英国物理学家查得威克发现了中子。1938年,德国科学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼用中子轰击铀原子核,发现了核裂变现象。有些元素可以自发地放出射线,这些元素叫做放射性元素。放射性元素可以放出3种看不见的射线。一种是α射线,就是氦原子核。一种是β射线,就是高速电子。一种是γ射线,就是高能电磁波。其中γ射线的穿透能力最强。当中子撞击铀原子核时,一个铀核吸收了一个中子而分裂成两个较轻的原子核,同时发生质能转换,放出很大的能量,并产生两个或3个中子,这就是举世闻名的核裂变反应。
在一定的条件下,新产生的中子会继续引起更多的铀原子核裂变,这样一代代传下去,像链条一样环环相扣,所以科学家将其命名为链式裂变反应。1946年,在法国居里实验室工作的我国科学家钱三强、何泽慧夫妇发现了铀原子核的“三裂变”、“四裂变”现象。链式裂变反应释放出巨大的核能,1千克铀235裂变释放出的能量,相当于2500吨标准煤燃烧产生的能量。只有铀233、铀235和钚239这3种核素可以由能量为0.025电子伏的热中子引起核裂变。它们都可用作核燃料,其中只有铀235是天然存在的,而铀233、钚239是在反应堆中人工生产出来的。铀235在天然铀中的含量仅为0.7% 在1945年之前,人类在能源利用领域只涉及到物理变化和化学变化。二战时,原子弹诞生了。人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开对核能应用前景的研究。
核电技术
发展背景
1939年初,德国化学家O.哈恩和物理化学家F.斯特拉斯曼发表了铀原子核裂变现象的论文。几个星期内,许多国家的科学家验证了这一发现,并进一步提出有可能创造这种裂变反应自持进行的条件,从而开辟了利用这一新能源为人类创造财富的广阔前景。同年9月初,丹麦物理学家N.H.D.玻尔和他的合作者J.A.惠勒从理论上阐述了核裂变反应过程,并指出能引起这一反应的最好元素是同位素铀235。
正当这一有指导意义的研究成果发表时,英、法两国向德国宣战。同历史上许多科学技术新发现一样,核能的开发也被首先用于军事目的,即制造威力巨大的原子弹,其进程受到当时社会与政治条件的影响和制约。1939年8月由物理学家A.爱因斯坦写信给美国第32届总统F.D.罗斯福,建议研制原子弹(他认为纳粹在积极研制原子弹),才引起美国政府的注意。但开始只拨给经费6000美元,直到1941年12月日本袭击珍珠港后,才扩大规模,到1942年8月发展成代号为“曼哈顿工程区”的庞大计划,直接动用的人力约60万人,投资20多亿美元。到第二次世界大战即将结束时制成 3颗原子弹,使美国成为第一个拥有原子弹的国家。
“小男孩(Little Boy)”是人类历史上首次使用的核武器。装有60 公斤的铀-235,当中只有约一公斤在爆炸中进行了核裂变,释放的能量约相等于一万三千公吨的 TNT烈性炸药。约七万人直接死于“小男孩”的原爆,大约相同的人受伤。随后再有大量的人死于核子尘埃放射引起的癌症。怀孕的母亲亦因为放射而出现流产,部分初生婴儿畸形发育。据统计,截止到1999年,死于小男孩原子弹的人数已上升至20万。目前广岛市依然将相生桥附近的地区列为放射污染区。
“胖子”长约3.6米,直径1.5米,重约4.9吨,梯恩梯(TNT)当量为2.2万吨,爆高503米。轰炸造成长崎市23万人口中的10万余人当日伤亡和失踪,城市60%的建筑物被毁。
世界核武器发展史
NO.1地下原子彈
在20世纪的科学技术发展中,原子能的利用同电子计算机、合成材料的激光技术一起,组成了人类近代史上第三次科学技术革命的
主旋律。早在1905年,伟大的物理学家爱因斯坦就提出了质能关系式E=MC2,从理论上揭示了原子能的巨大能量蕴藏。这以后,德国
科学家奥托·哈曼和斯特拉斯曼、奥地利物理学家丽丝·梅物纳、著名
科学家约里奥·居里等,都为原子能的利用作出了杰出贡献。到20世纪40年代,在原子物理、核物理的研究领域都取得了一系列成果。
第二次世界大战爆发以前,德国在核技术方面处于领先地位,但不久,美国、英国等国家急起直追,渐渐超过了德国。美国在著名物理学家
E·费米领导下,建成了第一座试验性的石墨反应堆。美国被卷入第二
次世界大战以后,加快了研制原子彈的步伐,著史的“曼哈顿工程” 不惜工本,集中了理论物理、实验技术、数学、辐射化学、冶金、
爆炸工程、精密测量等各方面的200多名专家,边研究边建设,经过两年多的努力,终于在1945年7月16日试验成功了世界上第一颗原
子彈。 可见,人类为开发和利用原子能付出了十分艰巨的劳动。
有趣的是,在人类打开原子这个“能源库”数十年以后,一些国家
的政府首脑和研究机构又要为处理核废料而操心了。 一件精品制造出来时,往往会留下一些“下脚料”。玉雕精品的下
脚料,可以用作耳坠这类的小玩意。木器精品的下脚料,至少可以作燃料。制造核武器产生的“下脚料”,却是一种对人类危害很大的污染
源。
科学家们一心一意研制原子彈时,大概没有精力去思考今天成为一个社会问题的核废料。可是,世界上每一枚原子彈诞生时,一些国
家在开发和利用核能源时,不可避免地会留下一些核废料、核残料。日积月累,这些核废料也像一种无形的原子彈,以特殊的方式威胁人
类的生存环境。
美国地下,就有大约50颗“原子彈”在活动,那是核残料积蓄起来的原子彈。美国从事核研究至今,一些核武器工厂和重要军事设施