核能的发展应用史
核能的发展应用史
系别：核工程与新能源技术系
年级：大一
专业：核工程与核技术
班级：4班
学号：
学生姓名：
完成日期：2014年12月27日
引言
二十世纪注定是一个，足以影响整个人类进程的伟大世纪。随着新世纪的到来，科学家们迎来了物理学的又一个春天。1900年英国著名物理学家开尔文在新春贺词中这样描述道：“19世纪已将物理学的大厦全部建立，今后的物理学家的任务就是修饰、完美这座大厦。”但在贺词的最后他又说道：“大厦上空还漂浮着两朵‘乌云’。”一朵“乌云”是“以太学说”，而另一朵“乌云”则是“紫外线危机”。正是这两朵“乌云”引出了两个伟大的物理学领域，一个是相对论，另一个是量子力学。这两个领域来得正是时候，因为人类在此之前已经进入“电”的时代。“电”在给人类带来便捷生活的同时，又给人类出了两个更为艰巨的任务——解决能源不足问题与保护生态环境不再进一步遭到破坏。这使得人类不得不另辟蹊径，去寻找解决能源不足问题的方法与保护生态环境不再受到破坏的可行方案。幸运的是，这两个领域也紧跟着新世纪的脚步慢慢向我们走来。它们的到来，使得我们找到了一举解决这两个问题的方法——向微观索取能源。虽然，前人已经在微观领域取得了丰硕的成果，但就目前来看，我们的任务依然艰巨，幸运的是我们可以从前人的“足迹”中汲取经验与教训。
关键词：原子射线核武器核电站核医学核污染
自从1824年法国学者Jean-Baptist Joseph Fourier提出“温室效应”以后，一些有远见的学者就开始担心生态环境将会遭到更巨大的破坏。并且与此同时，另外一些科学家就已经开始寻找解决之道。但可惜的是，他们都没有取得有效的实质性成果。直到20世纪三四十年代，科学家们终于找到了解决这一问题的方法——开发核能，并且取得了丰硕的成果。现在，我们就来“领略”一下核能的发展应用史吧。
一原子与射线
1.1原子
“原子”一词最早是由古希腊哲学家留基伯(德谟克利特)在解释世界本源时提出的，与英国著名化学家道尔顿所提出的“原子论”的本质是不同的。现在我们知道原子是由原子核和电子组成的，而原子核又是由质子与中子组成的，我们还知道原子的结构是行星模型。但是，科学家们为了搞清楚原子的组成与结构，却花了几十年的时间。
1.1.1电子
1858年德国物理学家普吕克尔首次观察到阴极射线，1876年另一位德国物理学家戈德斯坦正式将他所看到的同普吕克尔所观察到的同种射线命名为阴极射线。随后，科学家们就开始讨论阴极射线的本质是什么。一种观点是阴极射线是一种电磁波，另一种观点是阴极射线是一种带电微粒。电磁波的发现者赫兹认为“阴极射线是电磁波”并做了大量的实验得出了“阴极射线是电磁波”的错误结论。而英国物理学家汤姆孙则在赫兹实验的基础上又做了大量的实验终于得出了正确的结论——阴极射线是带电微粒。1897年，他将该微粒命名为
电子。但在此之前还有两位科学家因没有“突破思维定势”而失去了“命名权”。一位是舒斯特（1890得到相对精确地电子比荷），另一位是考夫曼（1897年得到比汤姆孙更为精确的电子比荷）。
1.1.2质子
1918年英国物理学家卢瑟福在卡文迪许实验室时发现了质子。而在此之前戈尔德斯坦也发现了阴极射线是由正离子组成的，但他却没有去分析这些正离子的成分。在1920卢瑟福预言了中子的存在。
1.1.3中子
1932年中子被正式发现。但中子的发现之路是异常“精彩“的。1932卢瑟福的学生查克威德终于发现了他老师12年前所预言的中子。他是幸运的，幸运的是他有一位好老师。在查克威德发现中子之前，还有其他科学家同他一样也在寻找中子，并且他取得了们或多或少的成果。1930年德国物理学家博特和贝克尔，在他们的实验中就发现存在一种拥有巨大穿透力的射线，他们认为是伽马射线，所以他们就没有再进行深度的研究了。随后（1931年）中国学者王淦昌就对他们的实验结果产生了质疑，并且准备进行试验探索，但由于是留学的原因和他导师的原因，使他没有能够进行深度研究。（他似乎发表了相关的论文，查克威德所用的方法与王淦昌所设想的探索方法几乎完全一致）之后1931年底到1932初，法国物理学家约里奥——居里夫妇也重复了博特和贝克尔的实验，并且得到了相同的结果。但不幸的是他们因为思维定式的原因，也错过了发现中子的机会。而此时查克威德也在寻找中子，也是因为他老师的那句中子可能存在而使他正式发现了中子。查克威德是幸运的，但我们不能忘记在发现中子的道路上还有其他科学家做出的不可磨灭的贡献。
1．2原子模型
现在我们都知道原子模型最为正确的是丹麦物理学家玻尔的“行星模型”，但是在此模型前还有其他原子模型。这些原子模型是“行星模型”的先驱。在汤姆孙发现电子后科学家们提出了许多原子模型，其中以1898年汤姆孙本人所提出的“西瓜模型”或“枣糕模型”影响最大。但是缺陷也是非常大的。1903年勒纳德在实验中发现原子不是一个实心的球体。1909年进行了一次精确地实验，实验结果表明：占原子绝大部分的带正电的部分物质集中在很小的范围内。也就是说原子内部是“空荡荡”的，据此他提出了核式结构模型。但同样存在局限性。1913年丹麦物理学家玻尔提出了“行星模型”，并且取得了巨大的成功，但同样存在局限性，为此1935年奥地利物理学家薛定谔提出了电子云概念，进一步完善了“行星模型”，现在我们所熟知的原子模型便是“电子云行星模型”。至此原子模型终于得到解决了。
1.3放射性与射线
1.3.1放射性
我们熟知的射线莫过于X射线，其次便是伽马射线，阿尔法线，贝塔射线，
正是这些射线拉开了人类利用核能的序幕。1895年德国物理学家伦琴发现了伦琴射线即X射线，正是因为伦琴射线的发现才使得人类发现了天然放射现象。1896年初，法国物理学家贝克勒尔在不经意间发现了，被阳光照射的包裹铀盐的照相机底片上有黑色轮廓，这是他产生了兴趣。经过2个多月研究后，他终于在1896年3月2日公布了这一现象并指出铀盐本身可以发射一种神秘射线。1987年法国物理学家居里夫人提出了“放射性”一词，在此基础上居里夫妇提出了一个大胆的设想：其他元素或许也有放射性。随后，斯密特和居里夫妇独立地观察到钍化合物发射类似的射线，而一些含有铀钍混合物的矿石也具有放射性，并且放射性很强。所以他们便设想：可能还有其他未知元素。在此设想下他们进行了艰苦卓绝的寻找新元素的工作。终于在1898年7月他们发现了钋，同年12月他们又发现了镭。1923年，物理学家G. de Hevesy (赫维西) 提出“tracer”概念。1933年底，约里奥——居里夫妇在研究阿尔法射线轰击铝的时候，发现了人工放射性。1935年，科学家首次用放射性同位素进行生理学研究，之后取得了一系列成果。
1.3.2射线的应用
在自然界中存在三种天然射线即伽马射线，阿尔法线，贝塔射线除此之外还有其他多种射线。其中以X射线最为著名（与五次诺贝尔奖有关）。最先，科学家们是用射线来研究原子的组成的，随后科学家们又将射线应用于其他领域，而在其中以核医学领域与卫生监测领域最为著名。1895年，伦琴发现伦琴射线，在此之后随即发现伦琴射线具有穿透作用。1951年，美国加州大学的科学家发明了第一台扫描仪（逐点打点式）。1958年 Hal Anger 用整块的NaI(Tl)大晶体和光电倍增管阵列制造出高空间分辨率的闪烁照相机。并把这种相机称为Anger相机（克服了逐点打点）。N．Housfield与科马克奠定了现代医学扫描仪的基础。 1921年,美国出现了利用X 射线杀死肉类中螺旋线虫的专利。美国最早于上世纪四十年代开始进行辐射(照)保藏食品的研究，当时主要是用于军事上。1943年发表了对汉堡包进行辐照杀菌的论文后，美国由此解决了海军食品保存问题。尔后研究遍及美国90多所大学及科研单位。五十年代初前苏联、欧洲和日本也相继进行了广泛的研究。我国食品辐射(照)的研究则最早于1958年开始，70年代中在四川、河南、天津、北京、上海、东北地区、湖南、广东等地相继开展了食品辐照的研究。（扫描仪种类：X射线平面成像，γ照相机(γ-CT)，计算机（X射线）断层扫描(CT)，发射型CT（ECT——Emission CT)a.正电子发射CT(PET——Positron Emission CT)，b.单光子发射CT(SPECT——Single Photon Emission CT)，核磁共振成像(MRI)，康普顿散射CT(CST)，穆斯堡尔效应CT(MET)。）核素扫描原理：核素扫描机是一种核医学影像诊断仪器，其基本工作原理是把放射性核素标记化合物以口服或注射的形式引入人体，被不同的脏器所吸收、聚集或排泄，这些放射性核素可以放射出γ射线，用核素扫描机在体外对脏器逐点扫描探测并记录放射性药物在人体内的分布情况，由于脏器对药物的选择性吸收以及同一脏器中正常组织和病变组织的吸收差异，可将放射性核素在体内的分布情况以平面图的形式表达出来以显示脏器的位置、形态和大小。除此之外射线还用于监测与检查。
主要利用以下原理：射线与物质的作用：光子、光电子、康普顿散射等。电子射线的作用：库仑散射、轫致辐射、契连科夫效应等。
二质能方程与正电子
2.1质能方程
2.1.1结合能
我们知道化学反应的本质是：旧化学键的断裂，与新化学键的形成。旧化学键的断裂需要吸收能量，而新化学键的形成是释放能量的。但原子核的破裂是释放能量的。我们又知道原子核是由质子与中子组成的，科学家将分开原子核所需的能量称之为结合能。有趣的是：原子核中核子的数目愈多结合能愈大。科学家们将结合能与核子数之比称之为比结合能，又称之为平均结合能。此后科学家又发现比结合能愈大原子核中核子结合得愈牢固，原子核愈稳定。
2.1.2质能方程
人们在知道结合能的存在后一直在寻找测量结合能的方法。直到1905年爱因斯坦给出了间接的测量方法即著名的质能方程E=MC2。质能方程的提出，使人类看到了解决能源危机的曙光，也使人类更进一步认识到质量是能量的另一种表现形式，所以“物质就是能量”这句话是正确的。
2.2正电子
在爱因斯坦提出质能方程之后，科学家们便开始努力去证明质能方程的正确性，但一直没有实质性的成果。1928年英国物理学家狄拉克在“完善”薛定谔方程时将相对论引入，并给出了狄拉克方程。方程在理论是预言正电子是存在的，即反物质是存在的，进一步支持了质能方程的正确性。1929年，中国学者赵忠尧在研究各元素对硬伽马射线的吸收时，首次发现硬伽马射线在重元素中存在反常吸收的现象，并做了进一步研究。1930年，赵忠尧发表了《硬伽马射线在物质中的吸收系数》与《硬伽马射线的散射理论》等论文。因此，他成为人类历史上第一个观测到正反物质湮灭和第一个发现反物质的科学家。随后，又有两位科学家重复做了同样的实验，但可惜的是一位科学家因为操作步骤错了，另一位科学家因为使用的测量仪器不够灵敏，导致实验未能成功。1931年底到1932年初，法国物理学家约里奥——居里夫妇在实验室里也观测到了“正电子”的存在，但他们没有辨认出正电子。1932年，美国物理学家安德森在“云室”中得到了一条与电子运动路径相反的粒子轨迹，这就是正电子。正电子的正式发现又一次证明了质能方程的正确性。1945年，中国学者何泽慧首次发现并研究正负电子几乎全部交换能量的弹性碰撞现象。
三核武器与核电站
3.1核裂变
经过爱因斯坦等科学家的努力，使得人类真正看到了“能量无极限”的曙光。同时，一方面科学家们在“建设”粒子加速器的进程中取得了一个又一个成果。1919年，卢瑟福用天然放射源实现了历史上第一个人工和反应，这拉开了人类改良粒子加速器的序幕。1928年，伽莫夫通过理论计算得出：能量远低
于天然射线的阿尔法粒子也有可能透入原子核内部。1930年，劳伦斯提出回旋粒子加速器的理论，并于1932年首次研制成功。1932年，考克绕夫特与瓦尔顿在实验室里完成了第一个由人工加速的粒子引起的核反应。1932年，斯莱皮恩首次提出利用感应电场加速粒子的想法。1940年，克斯特解决了电子轨道的稳定问题后，终于建成了第一台电子感应加速器。而另一方面，人们在利用核能的理论上也获得了巨大的成果。1938年初，法国物理学家约里奥——居里夫妇在用中子轰击铀核的实验中发现：生成物中有原子序数为57的元素镧。1938年底，德国物理学家哈恩与他的助手斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的实验中发现：生成物中有原子序数为56的元素钡。1939年，奥地利物理学家迈特纳和弗里施对此做出了解释；铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎片。弗里施将这类核反应定名为核裂变。之后科学家们又发现：重核在裂变过程中所产生的中子会引起新的核裂变，这将意味着重核所产生的中子会使裂变反应一代又一代的继续下去。科学家将该现象称为链式反应。至此，核能的利用终于迎来了春天。时隔8年后，1946年春，中国学者钱三强、何泽慧夫妇又发现了铀核裂变的新方式——三分裂与四分裂现象（何泽慧首先捕捉到世界上第一例四分裂径迹）。这一现象不仅反映了铀核特点，而且使人类能进一步探讨核裂变的普遍性。
3.2核武器与核电站
3.2.1核武器
在核能可以利用的理论发表之后，科学家们随即就开始探索利用核能的方法。1936年，丹麦物理学家玻尔提出原子核液滴模型，这一液滴模型成为当时人们理解原子核反应并探索大规模释放核能的途径的可用的理论指导。随后，中国学者张文裕证明了液滴模型的正确性。1939年，丹麦物理学家玻尔与物理学家惠勒基基于液滴模型提出了一种核裂变机制，之后他们又进一步发展与完善“核液滴模型”。 1942年，中国科学家卢鹤拔紱公开指出核能的威力是巨大的，并预言大规模利用原子能的可能性，在当时还引起了蒋介石的关注。1942年，美国为了抢在德国之前爆炸原子弹，也是为了取得反法西斯战争的胜利，开启了著名的曼哈顿工程。1945年，中国物理学家提出了一种估算原子弹及原子堆临界大小的简易方法，因此他被称为“世上第一个公开揭露原子弹秘密的人”。1945年7月16日，由美国物理学家奥本海默等人所研制的的原子弹成功爆炸，这是人类历史上的第一颗成功爆炸的原子弹，奥本海默也因此成为“原子弹之父”。（原子弹原理：重核裂变的链式反应。材料：高浓度铀235、高浓度钚239。结构：内爆式、枪式。）（1938年，苏联可能引爆了一颗TNT当量为2000吨的“原子弹”。1944年，德国可能引爆了TNT当量近千吨的“脏弹”）在1952年，由美国物理学家泰勒等人所研制的氢弹成功爆炸，泰勒因此成为“氢弹之父”。（氢弹原理：两个轻核结合成质量较大的核。材料：重氢、超重氢、锂。）1962年，由美国物理学家塞姆·科恩等人所研制的中子弹成功爆炸。核武器的威力是巨大的，当第一颗原子弹爆炸后使得在场的科学家感到了死神的到来。
随后，1945年8月两颗原子弹降落在日本，日本因此迅速投降。（核武器的种类：核分裂型：原子弹，核融合型：氢弹，分裂融合型：三相弹，氢铀弹等，加强型，常见的核弹有：原子弹，氢弹，锂弹，中子弹，肮脏弹，钴核弹，冲击波弹，射线弹，核电磁弹，贫铀弹。拥有核武器的国家，美国，俄罗斯，中国，英国，法国，印度，巴基斯坦，以色列，朝鲜，日本）
3.3核电站
在天然放射性被发现之后，当时的科学家就认为一块铀矿石所释放的射线能量是“无穷无尽的”即这种天然射线会持续极长的时间。1942年，中国科学家卢鹤紱就公开声称：一公斤铀235完全释放的能量相当于近千吨的优质煤所燃烧释放的能量。确实现在经过精确计算得出了这样的结论：一公斤铀235完全释放的能量相当于约2700吨的优质煤所燃烧释放的能量。这是多么大的诱惑啊！但是，要想利用核能，就得先解决重核裂变链式反应可以人为有效控制的艰巨任务。当然，这个问题最终得到了有效的解决。1934年，意大利物理学家又发现：降低了速度的“慢中子”，更容易引起被辐射物质的核反应。1942年12月，意大利物理学家费米等人在美国建立了世界上第一个称为“核反应堆”的装置，首次通过可控制的链式反应实现了核能的释放，使人类正真登上了能源的“新大陆”。1952年，美国建成第一座余热型核电站。1954年，前苏联建成第一座真正意义上的核电站。随后，各国纷纷建立核电站。1987年，中国第一座核电站——秦山核电站建成。核电站类型：压水堆，沸水堆，重水堆，石墨水冷堆，石墨气冷堆，高温气冷堆，快中子增值堆。核电站工作原理：是利用原子核内部蕴藏的能量（核裂变或核聚变所释放的能量）产生电能的新型发电站。核电站主要“构件”：核岛主要是核蒸汽供应系统（核反应堆，主泵，稳压器，蒸汽发生器，安全壳，，危急冷冻系统：安全注射系统，安全壳喷淋系统），常规岛（汽轮发电机），电厂配套设备。现在的核电站主要建在沿河，沿海地区。四核能的前景与利弊
4.1核能的前景
4.1.1核聚变与惯性约束聚变
我们知道太阳之所以会不间断的释放巨大的能量，是因为自身太阳能够实现不间断地热核反应。热核反应所产生的能量是巨大的，所以这“引诱”了科学家们。科学家们在研究可控制核裂变的同时又另辟了一条蹊径——研究可控制的热核反应。1932年，澳洲物理学家马克·欧力峰发现核聚变程序。1932年，英国物理学家考克饶夫首次实现了人为的原子核“衰变”。1934年，意大利物理学家费米在利用中子轰击铀核时观测到了一种新兴元素（钚）。1938年，美国物理学家汉斯·贝特成功解释了为什么恒星能够在长时间里向外释放如此多的能量的原因—热核反应。1954年，苏联物理学家阿奇莫维奇等人发明了第一台托卡马克装置。（托卡马克即环流器：是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器。）1957年，美国物理学家威廉·福勒与其他三名物理学家发表了《恒星内部的元素合成》的著名论文，这篇论文描写了恒星内部通过核合成的反应而形
成元素的过程。1956年，德国物理学家温特堡提出了一个在汇聚冲击波的在金属外壳中心的重氢与超重氢混合的燃料来实现完全的核聚变的设想。之后，物理学家劳森进行了较为深入的研究。1957年，“美国氢弹之父”泰勒提出惯性约束聚变的观点。二十世纪五十年代末，纳克尔斯等人利用计算机进行了一系列关于惯性约束聚变的模拟。，二十世纪六十年代初他们用计算机完整地模拟了一毫克重氢与超重氢燃料产生的内爆。1960年，激光发明成功。1962年，科学家们开始小规模的激光研究以期为约束聚变开辟道路。1964年，中国物理学家王淦昌与苏联巴索夫几乎是同时独立地提出了用激光打靶产生核聚变的设想。二十世纪七十年代初，美国物理学家基普·西格尔开始建造称为KMS激光约束聚变系统。1972年，纳克尔斯发表了一篇介绍惯性约束聚变以及可以在千焦级别上产生聚变的平台。1974年5月1日，KMS激光约束系统成功的实现了核聚变。
此后，各国纷纷开始研究激光型核聚变。
4.1.2核能的前景
核能的前景是不可限量的。主要有以下几个方面：人造小太阳：实现可控制的核聚变，用于发电。核聚变——核裂变型发电站：可以实现在出现和事故时，核反应可以在短时间内停止。已达到不会出现热能堆积的二次事故再发生的目的。（正常核裂变型核反应堆即使在停止向堆芯供料的前提下，核反应堆依然会有正常情况下7%的产热功率）。核火箭与核电池：据现有的估算核火箭的最快速度会达到光速的7%，核电池用于卫星上可以达到延缓卫星退役的时间。而手提式，家庭式核发电装置将解决人类的能源问题。（前不久美国英国印度等国出现了天才级核物理少年，这是曙光）
4.2核能的利与弊
自从日本福岛“3.11”事件发生之后，大家都处于一种“谈核色变”的尴尬处境当中。反对进一步开发利用核能的呼声一阵高过一阵，但是我们也有一个不容忽视的问题——环境污染急需解决。要想有效的遏制环境污染不再进一步加剧，开发利用核能是现有的最具可行性的方法。因为开发利用核能有三大优点:一产生同样当量的能量值，核能所需的原料最少，所需的运输费用最低（相对于其他发电方式）；二产生同样当量的能量值，核能所产生的“三废”量最少，而其产生的放射性物质也是极少的，少到不足于对人类产生危害，即对环境生态的负面影响最小（相对于其他发电方式）；三开发利用核能有利于人类进一步了解微观领域，也可以尽早的实现人类“走出”太阳系，为人类进一步认识宇宙打下“能源动力”基础。但是我们不能忘记核能还有一个非常可怕的名字“魔瓶”。一旦这个“魔瓶”被打开那么它所造成的后果不亚于死神的降临。
这并不是耸人听闻的，因为我们可以从日本福岛“3.11”事件发生后所造成的后果就可见一斑。但这还不是人类历史上最早最大的一起核泄漏事件，现在我们就来看看在此之前的核泄漏事件。三哩岛事件。三哩岛核泄漏事故，通常简称“三哩岛事件”，是1979年3月28日发生在美国宾夕法尼亚州萨斯奎哈河三
哩岛核电站的一次严重放射性物质泄漏事故。三哩岛核泄漏事故是核能史上第一起反应堆堆芯融化事故，也是核能史上第一起较大的核泄漏事件。三哩岛核泄漏事故虽然严重，但未造成严重后果。帕洛玛雷核事故。1966 年1月15日上午10时22分，美国在西班牙再一次发生“折箭”险情。“折箭”的意思是指发生了“核事故”。在核武器出现后的几十年里，在此之前，美国发生了11次“折箭”事故。但在国外，这还是第一次。（美国空军1968年1月21日执行一次飞行任务时，于格陵兰图勒空军基地附近的海冰上丢失一枚核弹。即图勒核泄漏事故）。切尔诺贝利核电厂泄露事故。 1986年4月26日凌晨1时23分，切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸。8吨多强辐射物质混合着炙热的石墨残片和核燃料碎片喷涌而出。据估算，核泄漏事故后产生的放射污染相当于日本广岛原子弹爆炸产生的放射污染的100倍。有机构指出截至2005年，“直接”因核辐射死亡的人数将近50人。报告还预计，大约还有9000人“可能”死于与放射有关的疾病，乌克兰共有250万人因切尔诺贝利核事故而身患各种疾病，全球共有20亿人口受切尔诺贝利事故影响，27万人因此患上癌症，其中致死9.3万人。并出现黑色现场“死亡之城”30公里宽这样的无人区，这是人类有史以来最大的核泄漏事故。巴西戈亚尼亚铯-137事件。在巴西的大城市戈亚尼亚，发生过一起的放射性事故。事故共造成14人受到过度照射，4人4周内死亡。约112000人接受监测，249人发现受到污染。数百间房屋受到监测，85间发现被污染，整个去污活动产生5000m3放射性废物，产生了极大地社会影响。此外还有英国温德斯格尔火灾，俄罗斯联邦托木斯克事故，俄罗斯核潜艇事故，日本东海村核事故，美国内华达州丝兰山脉核试验等较大的事故。除此之外还有人为的核事故。1945年8月，美国用原子弹轰炸日本的广岛与长奇，截止2010年，共造成约30万人死亡。伊拉克战争期间，美国所用的贫铀弹导致该地区“辐射型”疾病急剧上升，给当地民众带来了极大的伤害。更为可拍的是核战争也许会发生，希望人类能够逃出核战争的预言。
五结语与漫谈
人类发展的最主要的困难之一便是能源不足问题，现在随着人类不断对微观的深入了解，人类也逐渐从根本上解决了能源不足的问题。但是，我们应该知道为了解决这一问题，曾经有无数先辈为此付出了青春甚至是生命。我们不能忘记那些为此付出青春与生命的科学家与科技工作者，也不能忘记那些已经因“驯核”而无辜受害的受害者与死难者。我们要发展但也要量力而行，不然势必出现欲速则不达的悲剧下场。所以我们的任务依然艰巨，其艰巨程度不亚于登天揽月。“前车之鉴，后车之师”是警醒，“革命尚未成功，同志任需努力”是勉励，只有人类不断进步，科学才能正真的进步。
现在我们来说一段闲话。在本文中所提到的所有科学家，都是堪称大师级的物理学家或化学家。但这些科学家中有“特别走运的”查克威德【中子：博特和贝克尔（偶然发现）——王淦昌（有意探索）——约里奥——居里夫妇（发现未能识别）——查克威德（有意探索成功）】与安德森【正电子：狄拉克（预
言）——赵忠尧（偶然发现，深入探索）——两位科学家（倒霉加不认真）——（偶然发现，未能识别）——安德森（有意探索成功）】，也有“特别倒霉的”约里奥——居里夫妇。约里奥——居里夫妇之所以会失去了三次诺贝尔物理学奖的机会，是因为他们想象力还不够。（准确的说应该是失去了一次获得诺贝尔奖的机会，因为中子王淦昌更有可能，正电子赵忠尧更有可能。之所以王、赵没有获得诺贝尔奖，或许是因为他们是留学者。由此可见祖国的强大是多么重要啊！）正如爱因斯坦在《论科学》中所说的那样：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括这世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格说想象力是科学研究中的实在因素。”我们可以从科学家们探索核能的这段历史中瞥见一个事实：科学的进步不是某一个科学家的单个努力，而是一群科学家的“共同成果”。
人类的文明发展史就是一个不断认识人类自身与认识自然的并与自然和谐相处的缓慢的过程。现在人类的“活动空间”已经扩大了若干倍，从宏观到微观，从海底到太空。现在的人类已经成了“正真的自然界的主宰”，因此人类开始不再敬畏大自然了，并且开始试图控制大自然。这是多么可笑啊!无论科技多么发达，我们也不应该忘记恩格斯的那段具有深刻意义的警告：“我们不要过分陶醉于为我们对自然界的胜利，对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。每一次胜利，在第一部都确实取得了我们预期的结果，但是在第二步和第三步却有了完全的、出乎意料的影响，常常把第一个结果又取消了。”“我们在进步中毁灭”这将成我们最终的结局吗？
核能利用与发展论文
核能利用与发展趋势 学校：东北农业大学 学院：工程学院 班级：机化1302 学号： 姓名：
核能利用与发展趋势 Unclear energy utilization and development trend 摘要核电是一种清洁、安全、技术成熟、供应能力强、能大规模应用的发电方式，目前，我国核电已由起步进入发展阶段，具有自主设计建造第一代核电的能力，我国已做出积极推进核电发展的重大决定，加快我国核电建设，提高核电在电力供给中的比重，这将有助于缓解电力增民与交通运输的矛盾，核能利用的发展前景将越来越广阔。 关键词核能利用前景核能发展核电 1.核电概述 核能的发展和利用是20世纪科技史上最杰出的成就之一。它通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc2，该方程式表明，质量和能量是等价的，其比例常数为光速的平方。在核能的利用中，核电厂的发展是相当迅速的，己被公认为是一种经济、安全、可靠、干净的能源，核动力技术在多数发达国家得到了巨大发展，也在很多发展中国家获得了广泛的认可。根据能源需求和能源生产结构，我国政府己制定了积极发展核电的方针，建设了秦山和大亚湾两大核电基地，中国核电建设的安全策略取得了成功。 2.核能发电 核能是原子核结构发生变化是释放出来的能量。目前人类利用核能主要有三种——重元素的原子核发生裂变和轻元素的原子核发生聚合反映时释放出来的核能或是原子核自发射出某种粒子而变为另一种核的过程，它们分别为核裂变能、核聚变能和核衰变。核裂变能 核裂变，又称核分裂，是指由较重的原子，主要是指铀或钚，分裂成较轻的（原子序数较小的）原子的一种核反应形式。原子弹以及裂变核电站的能量来源都是核裂变。早期原子弹应用钚-239为原料制成。而铀-235裂变在核电厂最常见。 重核原子经中子撞击后，分裂成为两个较轻的原子，同时释放出数个中子。释放出的中子再去撞击其它的重核原子，从而形成链式反应而自发分裂。原子核裂变时除放出中子还会放出热，核电厂用以发电的能量即来源于此。 由于每次核裂变释放出的中子数量大于一个，因此若对链式反应不加以控制，同时发生的核裂变数目将在极短时间内以几何级数形式增长。若聚集在一起的重核原子足够
我国核能技术发展的主要方向
我国核能技术发展的主要方向 中国核电发展现状 我国核电在运核电厂已达到38台，总发电功率超过3 700万千瓦，在建 机组18台，总装机容量2 100万千瓦，到2020年我国在运核电厂预期将达到 5 800万千瓦，占世界第二位。 正如中国工程院、法国科学院及法国国家技术院给国际原子能机构的报告中所写：“就所有民用核能活动而言，可以认为法国和俄罗斯在当下全球领先。同时，中国在核电站建设方面正在取得重大突破，是未来潜在的领先国家之一。” 我国核电充分吸收了国际核电发展的经验和教训，并采用当前最先进的技术，遵循最高的安全标准，坚持自主创新，不断改进，并拥有技术先进、实力强大的装备行业，以支撑中国核电建设。可以说，中国核电具有“后发优势”。 我国最早引入和开发三代核电技术，遵循国际最高安全标准，完全满足美国“电力公司要求文件”（URD）和欧洲国家的“欧洲电力公司要求”（EUR），堆芯损坏概率（CDF）小于十万分之一，大量放射性释放概率（LRF）小于百万分之一。
我国率先在三门、海阳引进、建设首批4台AP1000先进压水堆核电厂，同时在台山建设2台EPR1700先进压水堆核电厂。我国自主研发的三代核电包括CAP1400和“华龙一号”，其中“华龙一号”正在福建福清、广西防城港和巴基斯坦卡拉奇顺利建设，并积极准备进入英国市场。 “华龙一号”是在我国具有成熟技术和规模化核电建设及运行的基础上，通过优化和改进，自主设计建设的三代压水堆核电机组。它满足先进压水堆核电厂的标准规范，其主要特点有：1）采用标准三环路设计，堆芯由177个燃料组件组成，降低堆芯比功率，满足热工安全余量大于15%的要求；2）采用能动加非能动的安全系统；3）采用双层安全壳，具有抗击大型商用飞机撞击的能力；4）设置严重事故缓解设施，包括增设稳压器卸压排放系统，非能动氢气复合装置，以及堆腔淹没系统，保持堆芯熔融物滞留在压力容器内；5）设置湿式（文丘里）过滤排放系统，以防止安全壳超压；6）设计基准地面水平加速度为0.3g；7）全数字化仪控系统。 2 持续提高核电的安全性 我国和国际上都在进行提高核电的安全性研究，主要有从设计上实际消除大规模放射性释放，保持安全壳完整性，严重事故预防和缓解（包括：严重事故管理导则，极端自然灾害预防管理导则），耐事故燃料（ATF）研究以及先进的废物处理和处置技术的开发和应用。 国际上安全监管机构都要求新建反应堆应满足下列安全目标： （1）必须实际消除出现堆芯熔化、导致早期或大量放射性泄露的事故；
核能的利用与发展
核能的利用与前景 摘 要 本文简要介绍原子核的质量亏损和结合能、核子的平均结合能与规律等核能利用原理及核能发电、供热的应用，并对核能聚变前景进行展望。 关键词 核能 质量亏损 结合能 1、引言【1】 人类赖以生存的地球,正在超负荷运行。不仅人口在增长,而且社会发展对能源的需求正以惊人的速度增长。而靠大量燃烧石化燃料获得能源的同时,也给现代社会带来了许多难以解决的灾难性问题：能量资源短缺,森林植被遭破坏,大气、水系、土壤被污染,二氧化碳增多导致的温室效应使自然灾害增多等等。在保护和改善环境的前提下开发利用新兴能源,是人类生存和社会发展的必然趋势。20世纪30年代,随着对原子核研究的深入,人类发现了原子核内蕴藏着巨大的可开发的能量,并开始和平利用原子能的研究。经半个多世纪的努力,迄今世界上已有30多个国家建造核电站440多座,发电量占全球的18%。与火电相比,核电是廉价、洁净、安全的能源。随着将来受控热核聚变的成功,核能必然成为未来的能源支柱。 2、原理 2.1、原子核的质量亏损和结合能【1】 原子核都是由质子和中子组成的,质子和中子统称核子。实验数据发现任何一个原子核的质量总小于组成它的所有核子的质量和,也即核子在组成原子核的过程中,发生了质量亏损,其亏损等于核子结合为核时质量的减少,用△M 表示。 根据爱因斯坦质能方程2E mc =,可知自由核子在结合成原子核时要释放能量,这个能量称为原子核的结合能B 。2()p n B ZM NM M C =+-,其中M p 、M n 、M 分别为质子、中子、原子核的质量。 2.2、核子的平均结合能与规律【1】
质子和中子结合为原子核时放出 的总能量除以质量数A,称为核子的平 均结合能E 。其物理意义是自由核子结 合成原子核时平均每个核子释放的能 量;也可以理解为核分散成核子时,外 界必须对每个核子作功的平均值。E 的 大小可以表征原子核稳定的程 度。平均结合能越大，表示这些 原子核越稳定。核子数较小的轻 核与核子数较大的重核，平均结 合能都比较小，中等核子数的原 子核，平均结合能较大，表示这 些原子核较稳定。当平均结合能 较小的原子核转化成平均结合 能较大的原子核时，就可释放核 能。 图1中表示出各种不同核的平均结合能对质量数A 的分布曲线。从曲线图分析可知中等原子核的平均结合能较大,轻核和重核的平均结合能较小。这说明当一个重核分裂成两个中等质量的原子核时或者当两上很轻的核聚合成一个较重的核时,将有能量的释放,此能即为原子能,又称核能。重核的裂变和轻核的聚变是获取原子能的两条主要途径。 2.3、核裂变【2】 核裂变，又称核分裂，是指由重的原子（铀y óu 或钚b ù）分裂成较轻的原子的一种核反应形式。原子弹以及裂变核电站或是核能发电厂的能量来源都是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见，加 热后铀原子放出2到4个中子，中子再 去撞击其它原子，从而形成链式反应而 自发裂变。如图2所示。 2.2、核聚变【2】 核聚变是指由质量小的原子 （主要 图1：平均结合能图 图3 ：核聚变示意图 外来中子 铀-235 裂变 辐射 中子 链式裂变反应 图3：裂变反应示意图
核能技术应用及发展
核能技术应用及发展 核能是核裂变能的简称，是由于原子核内部结构发生变化而释放出的能量。核能的释放通常有两种形式，一种是重核的裂变，即一个重原子核(如铀、钚)分裂成两个或多个中等原子量的原子核，引起链式反应，从而释放出巨大的能量；另一种是轻核的聚变，即两个轻原子核(如氢的同位素氘)聚合成为一个较重的核，从而释放出巨大的能量。 重核裂变是指一个重原子核，分裂成两个或多个中等原子量的原子核，引起链式反应，从而释放出巨大的能量。 所谓轻核聚变是指在高温下(几百万度以上)两个质量较小的原子核结合成质量较大的新核并放出大量能量的过程，也称热核反应。它是取得核能的重要途径之一。 与重核裂变相比，轻核聚变发电有着无可比拟的优点。 (1)能量巨大。核聚变比核裂变释放出更多的能量。例如，铀-235的裂变反应，将0．1％的物质变成了能量；而氘的聚变反应，将近0．4％的物质变成了能量。 (2)资源丰富。重核裂变使用的主要原料是铀，目前探明的储量仅够使用几十年；而轻核聚变使用的是海水中的氘，1升海水能提取30毫克氘，在聚变反应中能产生约等于300升汽油的能量，即“1升海水约等于300升汽油”，地球上海水中就有45万亿吨氘，足够人类使用数百亿年。而且地球上锂储量有2000多亿吨，锂可用来制造氚，足够人类在聚变能时代使用。因此受控核聚变的燃料取之不尽、用之不竭。 (3)成本低廉。1千克氘的价格只为1千克浓缩铀的1／40。 (4)安全、无污染核。聚变不产生放射性污染物，万一发生事故，反应堆会自动冷却而停止反应，不会发生爆炸。 但是，实现核聚变的条件十分苛刻，为了使2个原子核聚变，必须使两个原子核的一方或双方有足够的能量，去克服彼此之间的静电斥力，满足这样的条件需要几千万甚至几亿摄氏度的高温。 自20世纪70年代起，世界范围内掀起了托卡马克的研究热潮。目前，全世界有30多个国家及地区开展了核聚变研究，运行的托卡马克装置有几十个。 最近，由中国、美国、欧盟、日本、俄罗斯、韩国共同参与的国际热核反应堆合作计划(ITER)因其最终选址问题再次引起了人们的兴趣。这个被称为“人造太阳”的热核反应堆，不仅因为13万亿日元的巨大投资引人关注，更因为如能在未来50年内开发成功，将在很大程度上改变目前世界能源格局，使人类拥有取之不尽、用之不竭的理想的洁净能源。国际热核实验反应堆是继国际空间站之后最大的国际科学合作项目，我国也已正式加盟。根据计划，世界首座热核反应堆将于2006年开工，2013年前完工。这预示着在能源革命中占有重要地位的核聚变能开发和利用的曙光已出现，核能文明时代即将到来。 虽然目前化石燃料在能源消耗中所占的比重仍处于绝对优势，但此种能源不仅燃烧利用率低，而且污染环境，它燃烧所释放出来的二氧化碳等有害气体容易造成 "温室效应"，使地球气温逐年升高，造成气候异常，加速土地沙漠化过程，给社会经济的可持续发展带来严重影响。与火电厂相比，核电站是非常清洁的能源，不排放这些有害物质也不会造成"温室效应"，因此能大大改善环境质量，保护人类赖以生存的生态
我国核能发展现状
我国核能发展现状 目前我们国家核能起着相当重要的作用，核能的和平利用是20世纪人类最伟大的成就之一，经过半个多世纪的发展，核技术已经渗透到能源、工业、农业、医疗、环保等各个领域，特别是核能在电力工业成功运用，为提高各位人们的生活质量与水平作出了重要贡献。 目前核电约占世界总发电量的16%，与水电、火电一起构成电力能源三大支柱，核能技术不断发展和进步寄托着人类对未来的希望，它将成为最终解决全球可持续发展的综合能源之一。世界50多年的核能发展表明，核能不失为一种清洁、安全和经济的能源，随着我国经济的持续高速发展，毕竟对能源提出快速增长要求，而我国目前以煤炭为主的能源结构又与日益严重的环境问题日益相关，所以发展核能是解决我国能源短缺、改善能源结构、控制环境污染、保障能源结构重要途径之一。 中国建设的第一座核电厂1991年建成投产，结束了中国大陆无核电力的历史，1994年投产大电站，1996年中国又自主设计建设了二级核电站，三级核电站，随着最近广东核电厂投入，我国目前公共12组核电机组投入运行，运行的核电机组安全状况良好，平均用于值可达到85%，核电辐射水平一直保持在本地水平。 到目前为止我国已合作了12个核电项目，共31台机组，合作规模达到3378万千瓦，已开工建设24台，建成规模2660万千瓦。核电作为我国新能源的主力军，正面临着难得的发展机遇，进入了批量化、规模化的发展阶段，目前我国引进三代核技术AP1千以及EP2顺利建成，它在中国经济快捷的发展，对核燃料的高效利用以及对减少高排放物发挥了重大的效应。 07年3月，随着中美间两份重要协议《核岛供货合同框架协议》和《技术转让合同的框架协议》的签署，美国西屋公司和绍尔公司组成的西屋联合体在中国的第三代核电招标中正式中标，AP1000成为三代核电自主化依托项目所选择的技术路线，世界上最先进的第三代核电技术AP1000落户中国。 AP1000技术虽然先进，但到目前为止世界上尚没有一座建成的电站，中国将是第一个“品尝”这一技术的国家。我国的研究人员从AP600到AP1000进行了十多年的研究，对这一技术有较深入的了解。第三代技术是从第二代发展来的，其主要系统均有工程实践，只是核电站安全系统设计理念不同，AP1000使用的是非能动的方式。 作为第三代核电站，AP1000具有良好的安全性和经济性。第二代核电站主要是上世纪70年代根据当时安全法规设计的。其设计基准不考虑核电站严重事故(如
马克思主义基本原理-核能对人类社会发展的影响
核能对人类社会发展的影响 刘xx （北京理工大学机械工程及自动化 xxxxx） 摘要核能是一种高效、清洁的能源。介绍了核能的发展历史以及产生的基本原理。核能在核电站、医疗、核动力装置、核武器的相关技术原理，还有核能在这四个方面对人类社会生产、生活、管理、建设的影响。 关键词核能核电站医疗核动力核武器 从古至今，人类都在消耗能源，各种各样的能源，最常见、使用最长久的就是化石燃料，包括木材、煤矿、石油等，到近代人类发现了中子撞击铀会产生巨大的能量，于是乎核能产生了。 1 核能产生原理 首先先介绍一下核能（Nuclear Energy）的概念，核能又称为原子能，是由组成原子核的粒子之间发生的反应，转化其质量从原子核中释放出的能量。 1905年，阿尔伯特·爱因斯坦提出狭义相对论，之后作为推论，又提出质能方程E=mc2，（其中E=能量，m=质量，c=光速常量）。 原子核是由中子和质子构成。每个中子和质子都有自己的质量。但一个原子核的质量不完全等于每一个中子和质子的质量和。这两者的质量差根据爱因斯坦的质能方程，可以算出由中子和质子形成原子核的过程中释放的能量。 当重原子裂变成两个或多个原子时，生成原子的结合能总和会大于原来重原子所具有的结合能，此间的差值便会以热能的形式释放出来，这便是核裂变反应。反之，当几个轻原子结合，合成原子的结合能大于原本所有原子结合能之和，这便是核聚变反应放出能量的来源。总的来说：核能是通过三种核反应之一释放：1.核裂变。打开原子核的结合力。2、核聚变，原子的粒子熔合在一起。3、核衰变，自然的慢得多的裂变形式。 原子能比化学反应中释放的热能要大将近5千万倍：铀核裂变的这种原子能释放形式约为200，000，000电子伏特，而碳的燃烧这种化学反应能量仅放出4．1电子伏特。 核能是人类历史上的一项伟大发现，但是由于其巨大的能量具有强大的应用潜力如果应用不当，落入反和平人士的手中，其高强度能量就有可能成为全人类的灾难。核能就像是一个天使与魔鬼的结合体，人类一直在寻找一种途径能够通过利用核能解决日益加剧的能源短缺问题，但是有震慑于它的可怕威力，稍不注意就会造成难以估量的损失（日本福田核电站事件）。 核能在社会发展（社会生产、管理、建设、生活）中发挥了巨大的作用。目前而言，核能的应用主要集中在核电站、医疗、小型核动力装置、核武器这四种形式。 2 核能发电
核技术及其应用的发展
核技术与核安全 核动力技术的核心是反应堆技术,反应堆可用来发电,供热,驱动运载工具等.反应堆还可以产生大量中子,故在有些核技术应用中亦可利用反应堆作为中子源,或利用反应堆中子做活化分析,生产放射性核素等."核能工程与技术"和"辐射防护与环境保护"也是"核科学与技术"之下的二级学科. 实际上核技术与核物理是密不可分的,这两个学科在发展过程中始终是互相依托,互相渗透的.同时,作为核探测技术和射线应用技术的基础,研究各种射线和荷能粒子束与物质的相互作用是十分重要的.其相互作用既可以产生物理的变化,也可以产生化学的变化,还可以产生生物学的变化.相应的研究构成了辐射物理学,辐射化学和辐射生物学的主要内容.在核技术的应用中还经常要对放射性核素进行分离,或用放射性核素标记化合物,这属于放射化学的范畴.因此,核技术及应用这一学科与核物理学,辐射物理学,辐射化学,放射化学等学科有密切的联系,其中辐射物理往往也被纳入核技术的范畴内.近年来核技术在医学中的应用得到迅速发展,相应地又产生了医学物理,核医学等学科.另一方面,核技术的研究经常涉及大型仪器设备的研制,其本身又是物理,机械,真空技术,电子学,射频技术,计算机技术,控制技术,成像技术等多种学科和技术的综合.故此核技术充分体现了多种学科的交叉这一特点,是现代科学技术的重要组成部分,也是当代重要的高技术之一.第二次世界大战之后核技术开始大规模地应用到国民经济之中,形成了许多新兴的产业,如辐射加工,无损检测,核医学诊断设备与9放射治疗设备,同位素和放射性药物生产等.据统计,美国和日本的国民经济总产值(GDP)中核技术的贡献约占3%~4%.美国核技术产生的年产值约为3500亿美元,其中非核能部分约占80%. 现代很多科学技术成就的取得都是与核技术的贡献分不开的.仅以诺贝尔奖为例,1931年美国科学家劳伦斯发明回旋加速器,为此获得了1939年诺贝尔物理奖.1932年英国科学家Cockcroft和Walton制造了第一台高压倍压加速器并用其完成了首次人工核反应,获1957年诺贝尔物理奖.此外还有八项诺贝尔物理奖和化学奖是利用加速器进行实验而获得的.在探测器方面,威尔逊因发明云室探测器而获1927年诺贝尔物理奖,其后布莱克特因改进威尔逊云室实现自动曝光而获1948年诺贝尔物理奖,鲍威尔发明照相乳胶法并用其发现π介子而获1950年诺贝尔物理奖,这之后格拉泽因发明气泡室使粒子探测效率提高1000倍而获1960年诺贝尔物理奖,阿尔瓦雷兹因改进气泡室并用其发现共振态粒子而获1968年诺贝尔物理奖,沙帕克因发明多丝正比室和漂移室而获1992年诺贝尔物理奖.在核分析技术方面,1948年美国科学家利比建立了14C测年方法并为此获得了1960年诺贝尔化学奖,穆斯堡尔因发现穆斯堡尔效应而获1961年诺贝尔物理奖,布罗克豪斯和沙尔因发展了中子散射技术而获1994年诺贝尔物理奖.核技术对于科学发展的重要推动作用由此可见一斑.由于核技术为多种学科的基础研究提供了灵敏而精确的实验方法和分析手段,自20世纪80年代以来各国竞相建造与核技术密切相关的大型科学工程,如大型对撞机,同步辐射装置,自由电子激光装置,散裂中子源,加速器驱动次临界反应堆,大型放射性核束加速器等,其造价动辄数亿美元乃至数十亿美元.美国能源部2003年11月发布研究报告"未来科学的装置",列出了今后20年重点发展的28项大型科学工程,其中基于加速器的有14项,占了一半.我国自改革开放以来先后建造了北京正负电子对撞机,兰州重离子加速器,合肥同步辐射装置等大科学工程,辐照和放疗用电子加速器,大型集装箱探测装置,辐射加工和同位素生产等也已经形成了一定规模的产业. 1 在工业中的应用 核技术的工业应用始于20世纪50年代兴起的辐射加工.辐射加工利用60Co源产生的γ射线或电子加速器产生的电子束照射物料,可引起高分子材料的聚合,交联和 1
中国发展核能利大于弊
中国发展核能利大于弊 总部位于法国巴黎的国际能源署2010年7月19日发布的最新数据称，中国已超过美国，成为全球最大的能源消费国。2009年年中国消费了22．52亿吨油当量，较美国高出约4％，美国消费了21．70亿吨油当量. 而纵观当今中国能源的结构，2011年底全国电力总装机达到10.5亿千瓦。其中，火电7.6亿千瓦，占装机总量72.4%；水电装机2.3亿千瓦，核电装机1191万千瓦，风电装机4700万千瓦，非化石能源发电装机占比为27.5%。 众所周知，中国目前的能源结构仍是以火电为主。中国的核电发电量，仅占全部发电量的2%，与14%的世界平均水平相比，差距很大。而火电的主要燃料是煤。中国探明可直接利用的煤炭储量1886亿吨，人均探明煤炭储量145吨，按人均年消费煤炭1.45吨，即全国年产19亿吨煤炭匡算，只能在开采100年左右。而煤炭的形成要经过上亿年的时间，这就表示，一百年后中国的煤炭储量将消耗殆尽。 再看其他的能源。 全球天然气储量为143万亿立方米，按1991年全世界天然气消费是2.1万亿立方米估算，可供消费67年。 全球石油探明储量达13331亿桶，其中包括处于积极开发阶段的加拿大油砂储量和由委内瑞拉政府上调的本国官 方储量。以2009年的年开采速度计算，可开采45.7年。
太阳能是一种清洁无污染的能源，但发展太阳能投资太大，再加上光辐射的不稳定性，以及材料的寿命限制，太阳能很难在全国普及。据预计，到2030年太阳能发电占全球总电量的比例不会超过10%。 潮汐能、地热能、风能都是新型清洁能源，但它们都受到严重地域限制，无法成为未来的主导能源。 由此看来，加速发展核能并且广泛普及核能是中国应对能源危机的最好出路。 一直以来，在人们的心目中，核能总给人一种神秘的感觉，甚至让人感到恐惧（也许是因为核武器的巨大杀伤力）。核能固然有弊有利，弊端好比成本，利益好比收益。于是，我们就来具体探究一下，生产“核能”这种商品是赚了还是亏了。 我们先来看看核能的威力。到家都知道，核能的产生是因为铀235在裂变的时候发生了质量亏损。根据质能方程，一千克铀235完全裂变所释放出的能量为7.68×1013焦耳。说形象一点，这个能量相当于2500吨煤完全燃烧所释放出来的能量。再举一个熟悉的例子吧，原子弹的爆炸原理与和发电原理相同，都是通过铀235的裂变释放能量。广岛原子弹爆炸形成了10 亿度的高温，把一切都化为灰烬，处在爆心极点影响下的人和物，象原子分离那样分崩离析。离中心远
什么是核能及核能的利用
什么是核能及核能的利用 关键字：核能利用、核能现状、核能发展、核能简介 引言 人类的一切活动都离不开能源，能源是发展工业、农业、国防、科学技术和提高人民生活水平的重要基础。1939 年原子核裂变的发现，开辟了核能利用的新时代.。特别是在能源结构从石油转入非油能源的新时期里，核能被认为是解决世界能源短缺的一种重要途径，可开发的核燃料资源所提供的裂变能、聚变能，可供人类大规模长时期的利用。核能具有独特的优越性，开发和利用新型的核能源是人类社会生存发展的必然趋势。近年来，大力发展核电是许多国家在研究本国能源现状和前景之后,所采取的一种比较普遍的基本政策。 1、核能简介 1.1核能的发现 核能的发现凝聚了众多科学家的智慧和汗水。1932年，英国物理学家查德威克发现了中子，为人类提供了打开核能利用大门的一把钥匙，1939 年，费米利用中子轰击铀发现反应能产生中等重量的元素，居里夫人的女儿伊伦·居里进行了类似的研究，但得到了不同的反应产物。德国科学家哈恩重复他们的实验，证实中子轰击铀能产生重量为铀一半的元素，并确定它是钡，他的进一步工作证实了伊伦·居里实验的产物是镧。接着，流亡瑞典的奥地利女科学家迈特纳提出了铀核裂变的概念,并指出裂变能放出能量。为了能持续地放出核能,匈牙利物理学家西拉德最先考虑了链式反应发生的可能性。1939 年约里奥·居里夫妇等人，通过实验发现一个铀核(U - 235)裂变会释放出2—3个中子,用实验证实了链式反应的可能性。1941年12月到1942年12月,费米领导一批物理学家在芝加哥大学斯塔克运动场的西看台下，成功地建造了世界上第一座原子核反应堆，发出了200W的电，解决了受控自持链式反应的众多技术问题，这标志着核能和平利用时代的到来【1】。 1.2核能的利用原理 核能，由于原子核内部结构发生变化而释放出的能量。其是通过转化其质量
中国核电发展概况
中国核电发展概况（截止2010年） 1我国核电产业未来前景 我国目前的电力供应依然以火力发电为主，水电、风电、核电等规模非常小，电力结构极为不合理，一方面带来能源的极大浪费，另一方面也带来了严重的环境问题。为此国家提出了发展新能源发电，鼓励核能等清洁能源的综合利用政策。 中国核电发展进程大约比全球核能发展进程相对滞后约20年。七十年代中国开始对核电的探索，八十年代中国核电开始“起步”，九十年代至2006年为中国核电的“发展期”，至今大约30年时间。中国核电的“发展期”正处于世界核电发展之“低谷期”。尽管如此，中国核电在不利的条件下仍取得了较大的成绩。到2006年底为止中国投运的核电机组共11台，870万千瓦，约占全国发电总装机容量的1.4％。特别是2000年至今中国投运机组8台，占全球同期投运机组数的1/4。与此同时，中国建立了较为完备全面的核电体系，基本掌握了第二代核电技术，并开始了第三代和第四代核电技术的基础研发工作。这一切，为下一步的跨越发展做好了全方位的准备。 2010年，我国正在制定的《新兴能源产业发展规划》着眼于中国新兴能源产业中长期发展目标，在2011年－2020年间，核能、水能以及煤炭的清洁化利用将是政策支持的重点，也将是5万亿投资的重点支持对象。因此，国家有关部门正在积极调整我国的核电中长期发展规划，提出到2020年中国的核电装机容量将由原来的4000万千瓦提高到7000万千瓦以上。而且有消息称，国家能源局正在制定的《核电管理条例》有望于2010年底前上报国务院。《核电管理条例》将重点体现对未来核电开发的支持，其中将大力推动内陆核电站的开发建设。 为实现规划目标，在“十二五”期间提高核电站开工量是核电产业规划的重点任务之一。原因是，核电站的建设周期长达四五年，要实现核电装机容量到2020年达到7000万千瓦以上的目标，必须在2015年开工至少60个100万千瓦的核电站，2010年开始展开前期规划。因此，未来5年，将是核电企业们迎来大量订单的黄金期。
核能的有效利用与可持续发展
目前，在全球范围内，为解决油气资源枯竭和燃煤造成的环境污染问题，科学家正在加紧研究开发新能源和可再生能源如核能、风能、太阳能、地热和水力发电等替代能源。其中，核能作为一种清洁、安全和经济的新型能源，其逐渐取代现有化石能源（煤炭和石油）的趋向已越来越明显。调整和优化能源结构，尽可能多地用清洁能源如核能替代含碳量高的化石能源，已经成为中国各界人士的共识和迫切要求，也是能源产业发展应当遵循的原则。 核能是20世纪出现的新能源，核科技的发展是人类科技发展史上的重大成就。核能的有效利用，对于缓解能源紧张、减轻环境污染具有重要的意义。我国十分重视核能的开发利用，在国家高技术研究发展计划（863计划）中，能源领域研制开发三种先进反应堆，它们是快中子堆、高温气冷堆、聚变－裂变混合堆。目前，核裂变能已经为人类提供了总能耗的6％。而当将来利用轻原子核的聚变反应产生的核聚变能得到工业应用后，人类将从根本上解决能源紧张的问题。 从人类能源需求的前景来看，发展核能更是必由之路，这是因为核能有其无法取代的优点，主要表现于： 1.核能是地球上储量最丰富的能源，又是高度浓集的能源。 2.核电是清洁的能源，有利于保护环境。 3.核电的经济性优于火电。 4.以核燃料代替煤和石油，有利于资源的合理利用。 中国核能利用坚持可持续发展，核电发展采用热堆－快堆－聚变堆“三步走”的方针。近期以压水堆核电 站为主，在充分利用已有技术，建设一批压水堆核电站的同时，积极开展国际合作，适时建造先进压水堆 核电站，并以此作为我国未来核电发展的主力机型。 中国积极推进和平利用核能的开发研究，力争在一些重大项目上有新的突破。例如，利用快堆发电、 用核能进行海水淡化、用低温供热堆采暖、用高温气冷堆发电和制氢等，当条件成熟时，使其成为新的产 业。 在更长远的将来，能源开发将更多地寄希望于受控热核反应即核聚变堆的应用。热核反应技术如果获得突破，将有很多优点：热核燃料资源极其丰富，几乎是取之不尽；热核聚变的产物不象裂变产物那样产生核辐射，因而对人类的安全性要比现在的核电站高得多。因此，聚变反应堆核电站的商用成功，将会为人类“永远”解决能源需求问题。
核能发展现状及研究报告
核能研究汇报 1.核能的安全性： 核电是一种清洁、安全、技术成熟、供应能力强、能大规模应用的发电方式,国际核能的应用经历了对核电机组的从第一代到第三代不断改进的过程,目前,国际第四代核能利用系统研究提出了反应堆设计和核燃料循环方案的新概念,我国核电已由起步进入发展阶段,具有自主设计建造第二代核电的能力,我国已做出积极推进核电发展的重大决定,加快我国核电建设,提高核电在电力供给中的比重,这将有助于缓解电力增长与交通运输、环境保护的矛盾,核能利用的发展前景将越来越广阔。 从核能第一次利用至今,已经跨过了半个多世纪,对它的利用已经从由军事用途逐步扩展到民用领域。在当前和平利用的情况下,核能发展给人类带来了诸多好处——高效经济地解决能源危机、快速持续地带来经济效益、深入多元地扩展科技前景以及为人类社会持续发展提供动力,但核能技术是一把双刃剑。在体现优点的同时,核物质本身安全风险、核科技本身安全风险以及核能外部安全风险也给我们敲响了警钟。从伦理学角度有必要利用其实践功能和应用功效来引导、规范人类利用核能的行为,要更安全、可持续的发展核能。正是基于此目的,本文对当前核能发展中的主要弊端：核事故,核走私,企业管理操作者缺失职业道德,核科学家不负责任的行为,放射性污染进行分析,并阐述这些弊端涉及到的伦理问题。提炼了确保核安全利用的四条核伦理原则：和平利用原则、安全无害原则、公开透明原则、利
益与风险均衡原则。最后从政治、经济、文化、科技、环境角度提出相应对策,力图在这些领域内发挥核伦理的实践功能和应用功效,确保核能技术安全利用。 法国没有专门规范新能源问题的法典,其涉及新能源的法律规范主要包括能源基本法、新电力法等综合性法律以及专门性能源立法三类。法国在核能领域的成功依赖于基本法的支持、三级核能监管体制、核废物安全处置法律制度以及信息披露制度。法国在风能、太阳能和生物质能等可再生能源领域也制定了较为详细的法律和政策。我国应借鉴法国的成功经验,健全新能源法律体系并及时、灵活地修订能源法律,因地制宜地确定不同地区的新能源重点发展领域,采取合理的经济激励措施,并在能源开发利用过程中注重保护环境。 2.核能实现方式： 核能是人类最具希望的未来能源之一。人们开发核能的途径有两条：一是重元素的裂变，如铀的裂变；二是轻元素的聚变，如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术，己得到实际性的应用；而轻元素聚变技术，也正在积极研究之中。 人类的能源从根本上说,来自核聚变反应,即发生在太阳上的“轻核聚变”。人类已经在地球上实现了不可控的热核反应, 即氢弹爆炸。要获得取之不尽的新能源, 必须使这一反应在可控条件下持续进行。为实现可控核聚变有两种方法,一是用托卡马克装置开展“磁约束聚变”的研究。另一条技术路线是20世纪70年代初公开的“包括以激光驱动为主攻方向的惯性约束核聚变(ICF)”。
核能发展的利与弊
核能发展的利与弊 吴瀚 中国石油大学（华东)信息与控制工程学院电气1605 1605030521 摘要：随着社会的发展，人们对于能源的需求越来越多，然而地球上的化石能源正越来越少，并且带来了许多环境问题。所以，我们继续一种新的相对清洁的能源，而核能恰好符合这些条件。诚然，核能作为新生事物，必然有其两面性。它所带来的运行与废料处理问题不容忽视，但我们可以加速技术的研发，解决这些问题，让核能能更好地为我们服务。 关键词：核能、利弊、发展历程、解决方法 引言：19世纪末，英国物理学家汤姆逊发现电子。从此，人们开始逐渐揭开原子核的神秘面纱。在1895年德国物理学家伦琴发现了X射线，紧随其后的是法国物理学家贝克勒尔于1896年发现了放射性。到了1898年居里夫人与居里先生发现放射性元素钋。经过三年又九个月的艰苦努力，居里夫人于1902年又发现了放射性元素镭。在1905年爱因斯坦提出质能转换公式，而到了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，之后，1935年英国物理学家查德威克发现了中子。1938年德国科学家奥托·哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象，从此，人们意识到隐藏在核内的巨大能量。于1942年12月2日美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。1945年8月6日和9日美国的两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎，伴着巨响，核能终于为世人所熟知。1954年苏联建成了世界上第一座商用核电站——奥布灵斯克核电站。从此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核能应用研究。 到2017年，全世界已有30个国家拥有核电站，全球运行核电站数量已有441座，其中绝大部分是压水堆核电站。目前，只有核裂变被用于核能发电，而核聚变，乐观地估计，还需50年实现商业化。由于自然界有很多核聚变所需的氢同位素，且不会产生核废料的问题，所以各国在积极地发展受控核聚变，最著名的便是托卡马克受控热核反应装置。 随着时代的发展，现有的能源已经不能很好地满足。化石燃料的探明量并没有太多的增加，而人们燃烧量越来越多，余下的储量会越来越少。这样，便能很好地解释各国对核能的研究的大力支持。 新生事物都有其两面性，我们应正确认识到核能的优点以及它所可能带来的问题。对这些问题的认真思考，可以让我们更好地控制核反应，处理好带来的问题，让核能转变成高效安全的供电能源，为社会的未来发展提供能源。 一、核能的优点 1、经济方面
核能的发展与应用
核能的发展与应用 摘要:核电是一种清洁、安全、技术成熟、供应能力强、能大规模应用的发电方式，目前，我国核电已由起步进入发展阶段，具有自主设计建造第一代核电的能力，我国已做出积极推进核电发展的重大决定，加快我国核电建设，提高核电在电力供给中的比重，这将有助于缓解电力增民与交通运输的矛盾，核能利用的发展前景将越来越广阔。 关键词：核能利用、前景、核能发展、核电 核电是安全、清洁、经济的能源。发展核电对推进我国能源多元化，提高能源的安全性，合理开发利用能源，促进可持续发展，扮演着越来越重要的角色。人类的进步离不开能源，新能源开发是我们走出困境的必由之路，目前进行试探性利用的新能源主要是太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。现阶段，国际上发展较快的是运用核能发电，在法国，核能发电量占整个国民用电量的78%是世界上核能发电量比重最大的国家，我国的核能发电量仅占2%，随着国家经济的发展需要，我国正在大力发展核电事业。核电是供应能力强、能大规模应用的发电方式；加快我国核电建设，提高核电在电力供给中的比重，有助于缓解电力增长与交通运输、环境保护的矛盾；发展核电对带动高科技产业和装备制造业的发展，促进经济增长，调整能源结构，保障能源安全，实施可持续发展战略，都有重要意义。 核能是由小小的原子核发生某种变化而释放出来的。较轻的原子核融合成一个新核或重核分裂成其它新核都将释放出能量，我们分别称之为核聚变和核裂变，目前人类能加以控制的是核裂变，我们的核电站都是利用核裂变进行发电的。核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加热成高温高压，核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多（相差约百万倍）。核裂变，又称核分裂，是指由较重的原子，主要是指铀或钚，分裂成较轻的（原子
核能技术的发展前景
世界核能发展状况 目前全世界的经济，政治和生活方式都离不开化石能源，但是随着消费量的不断增加，化石能源储量的不断减少，人们迫切需要寻找一种替代能源，而能满足能效高，技术上可行，环保，并且可再生这四个条件的能源并不多。不过有一种能源能做到这一点，那就是核能。核能利用是解决能源问题必由之路，它在能源中的比例将逐步加大，从而改善能源结构，并有希望在将来彻底解决人类对能源的需求。 本本截至2006年，全世界运转中的核反应堆435座，有29座以上在建设中。拥有核能发电的30个国家中，由核能供电的份额变化较大。从法国高达占78%，到比利时占54%、韩国占39%、瑞士占37%、日本占30%、美国占19%、南非占4%和中国占2%。 现在核能发电站的扩建集中在亚洲：至2006年底建设中的29座就有15座在亚洲。最近建设的36座核反应堆已与电网联网的有26座在亚洲。印度核能发电所占比例现小于3%，但至2006年底，拥有建设中核电站的1/4，在建设中29座核电站中拥有7座。印度的计划更令人印象深到：到2022年将增长8倍，达到电力供应的10%；到2052年将增长75倍，达到电力供应的26%。75倍的增长意味着年均增长9.4%，与全球1970~2004年的平均增长率相同。 “全球核能伙伴计划”(GNEP)是美国长远的核能战略。它旨在向全世界推广民用核能技术，并最终找到一种对核废料进行再加工的方法，使得处理后的核废料无法用于制造核武器。 为了配合GNEP计划，美国能源部向选择出的4家公司提供总计1600万美元的费用，用于GNEP的技术与支持研究；以及通过向38所大学分别提供10万美元援助的方式，培养发展下一代核能所必需的工程师和科学家。 不久前，俄罗斯总统普京与澳大利亚总理霍华德在悉尼签署了一项历史性的核原料贸易协议。根据这项协议，澳大利亚出产的铀可以被俄罗斯的核电厂用于民用事业，而这些铀也可以被俄罗斯的核能公司再加工。 澳大利亚的铀矿储量居世界第一位，而俄罗斯的浓缩铀生产能力居于世界领先地位，这一协议意味着世界核能的龙头已经产生。 世界核能会议的最新报告同时指出，由于原油价格不断高涨和采取温室效应对策，全球正在大力推进核电站建设，在这种情况下，各国之间可能会为获取铀的权益展开激烈的竞争。据日本放送协会等媒体援引会议报告称，由于美国、俄罗斯等国正在大力建设核电站，到2015年，天然铀很可能出现6000吨短缺，铀的供给将持续紧张状态。 俄罗斯有31座核反应堆在运转，5座在建设中，并有大的扩能计划。日本55座核反应堆在运转，1座在建设中，并计划使核能发电占电力份额从2006年30%提高到后10年内的超过40%。韩国于2006年投运第20座核反应堆，核能发电已供应其电力的39%。芬兰、法国、保加利亚和乌克兰也有核能扩能计划。英国拥有19座运转的核反应堆，美国有103座核反应堆。 当然，核能有利有弊，人们应该把握其利弊，掌握其规律，用科学发展的手段和方式对其加以开发和利用，做到可持续发展。
中国核电发展现状及未来发展趋势
中国核电发展现状及未来发展趋势 山东大学 能源与动力工程学院 公元1964，中国西北，罗布泊的一声巨响，向世界宣告，中国拥有了自己的核武器。 1970年12月26日，中国第一艘核潜艇下水，代表我国开始使用核动力。 1991年12月15日，我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站——秦山核电站正式并网发电，代表着中国在和平利用核能的道路上迈出了坚实的第一步。 漫漫征途，从中国第一次核试验，到第一核电机组并网发电，中国核能利用已经走过了近三十年。在党中央、国务院的正确领导下，我国核电经过20多年的发展，取得了显著成绩。核电设计、建设和运营水平明显提高，核电工业基础已初步形成。三十年风风雨雨，三十年艰苦历程。中国核电从无到有，为共和国的华美乐章添加了最美妙的音符。 我国核电现状 从上世纪80年代起，经过起步和小批量两个阶段的建设，我国目前形成了浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾三个核电基地。截至到2004年9月，我国共有9台核电机组投入运行，装机容量达到700万千瓦。2003年底，我国核电装机容量和核发电总量，分别占我国电力总装机容量和发电量的1.7%和2.3%。在浙江、广东两省，2003年核发电量均超过本省总发电量的13%，核电成为当地电力供应的重要支柱。 与此同时，通过引进与自主研发，我国在核电站维护运营及设计方面都有了很大的的进步：秦山一期核电站已经安全运行13年，在2003年结束的第七个燃料循环中创造了连续安全运行443天的国内核电站最好成绩，2003年世界核电运营者协会（WANO）九项性能指标中，秦山核电站有六项指标达到中值水平，其中三项指标达到世界先进水平。秦山二期国产化核电站全面建成投产，实现了我国自主建设商用核电站的重大跨越，比投资1330美元/千瓦，国产化率55%，经受住了初步运行考验，表现出了优良的性能，实现了较好的经济效益和社会效益。秦山三期重水堆核电站提前建成投产，实现了核电工程管理与国际接轨，创造了国际同类型核电站的多项纪录。 广东大亚湾核电站投运10年来，保持安全稳定运行，部分运行指标达到国际先进水平，取得了较好的经济效益。广东岭澳核电站也已经全面建成投产并取得良好的运行业绩。江苏田湾核电站1号机组正在调试过程中。此外，我国出口巴基斯坦的恰希玛核电站2000年6月并网发电，2003年负荷因子达到85%。 我国核电当前技术水平与发展情况 进入二十一世纪，传统能源的利用程度已经接近极限，而且，由于工业革命以来，人类对化石能源的过分利用，对环境造成了难以消除的影响。今天，面对油价高涨，能源短缺，各国都在寻找能源的解决办法。中国科学院学部核能发展战略咨询组起草的一份战略研究报告指出，我国能源供应面临三大挑战：第一，能源发展需求与我国能源资源人均拥有量不足之间的矛盾；第二，以煤为主的能源结构不合理，大量燃煤造成严重的环境污染和温室气体问题；第三，能源利用效率不高，能源浪费比较严重。为应对上述挑战，我国将强化节能和提高能效作为基本国策放在首位，并逐步调整和优化能源结构，逐步降低化石能源的消耗份额，提高新能源的份额。而“在各种替代能源中，只有核能既是一种经济、安全、洁净的能源，又可大规模地替代化石能源。只有积极发展核
核能与人类未来发展
核能与人类未来发展 张品2012301550041 选择核电吗？大部分科学家认为面对全球变暖的形势，这或许是我们仅有的希望所在。数字表明，许多人对核能的恐惧是不理智的。 大地母亲正处于困境中。大量像二氧化碳这样的气体从发电厂的烟囱和汽车尾气中排到空中，从而影 响了环境，产生温室效应造成全球变暖。不断上升的温度将引起一系列严重的物理变化，海平面升高会淹 没海滨城市和风景名胜地。 不过，为阻止灾难的发生，我们仍大有可为。全球变暖源于我们对煤、石油、天然气这一类含碳燃料 的依赖。只要能避免燃烧这些“化石”燃料，全球变暖便失去动力。那么，怎样才能做到这一点呢? 有一条救生索就在我们眼前，立即抓住它，就可以把地球从全球变暖的严重后果及迫在眉睫的能源短 缺中解救出来。这条救生索已被证明是安全、实用并且廉价的，它就是核能。 洁净高效的核能 你不妨设想自己是一名必须作出决定的政府部长，你面临的问题是：一座能为半个巴黎大的城市供电 的在建新电厂，究竟应使用何种燃料?这样的问题每年都会遇到，答案不外乎是以下几种：煤：需要一条1000公里长的铁路运输线，车厢满载着昂贵的煤炭；电厂向外排放着使地球变热的气 体，总量超过10亿立方米；还产生60万吨有毒粉尘。 石油：需要四五个装载重油的巨型储油罐；油需要从世界上某个不稳定的地区进口；其排放的温室气 体数量与使用煤炭不相上下；外加巨量氧化硫倾泻到大气中，从而转化为酸雨和其他有毒化合物。 天然气：通过轮船或输气管道远距离进口，易发生事故和泄漏；其排放同样造成高污染，并且供气设 施易受恐怖分子袭击。 核能：仅需要装填两卡车载量的铀燃料；从加拿大或澳大利亚这样稳定的国家进口，价格便宜且来源 充足；气体和酸性物质排放等于零；不产生有毒粉尘；产生的高辐射废料只有几桶。 使用核能代替化石燃料的好处是极为明显的。我们都知道这种燃料既安全又清洁，并且高效。眼下西 欧三分之一以上的电力是由137座核反应堆生产的；而全球438座反应堆提供了世界几乎七分之—的电力。 在英国，单单12个核电站就生产了接近全国四分之一的电力，同时还免于产生大约6000万吨二氧化碳(几近 于全国汽车尾气排放量的一半)。