核能为什么主要用来发电?
这是由于核能单位时间产生巨大能量,这些能量不能被直接使用更不能在当地就用完,所以利用技术将核能转变成清洁的,且易于传输的能量才是使用核能的必然做法,而目前符合这种条件技术有比较成熟的就是电能了,所以核能多被用来转化为电能使用,但是也有例外例如核潜艇、核动力航母等(事实上在这些舰船的反应堆中也是转化为电能的)
另外一个原因就是目前人类使用的绝大多数设备、生活能源、家具能量是用电的
核能是人类科学史上伟大的发现,令人类现代 科技 大大进步。
它通过核反应,使原子核在一瞬间爆发出巨大的能量。核能可以使用三种方法释放能量:
1.核裂变,较重的原子核分裂释放结核能。
2.核聚变,较轻的原子核聚合在一起释放结核能。
3.核衰变,原子核在自发衰变过程中释放能量。
1.发电
核电站通过消耗极少的核燃料,就可以产生大量的电能,并且生产成本也要比其他发电低20%。
而且,只要核燃料处理得当,就不会对环境造成一点污染,对于中国供电的需求是再好不过的了。
2.动力
核能被广泛使用于燃料的替代品,使用这种技术的有核动力潜艇、核动力航母、核动力飞机等等。
其原理是在上面搭建一个小型核反应堆,这样,它们的续航能力会大大增加。搭载这种技术的苏联核动力轰炸机图-119如果在核燃料满载的情况下可以以800千米每小时的速度不停绕地球80圈!
3.武器
核能通常被用于制造核裂变武器核弹或核聚变武器氢弹,准确来讲,核武器被分为四类氢弹、原子弹、中子弹、三相弹,其中,氢弹的威力最为强大。
世界上被引爆的最大核武器是苏联的大伊万,它重达26吨,约为5800万吨TNT当量,一位亲眼目睹爆炸的苏联军官这样描述了爆炸场景:被炸上天的尘埃将太阳遮掩起来,白天好像被它吞噬,黑暗随即席卷而来,震耳欲聋的爆炸声仿佛要把大地震出一道巨大的裂缝。
1.苏联切尔诺贝利核事故
1986年4月26日凌晨一点,位于现乌克兰普里皮亚季邻近的切尔诺贝利核电厂的第四号反应堆发生了爆炸,释放出的辐射线剂量是二战时期爆炸于广岛的原子弹的400倍以上!
根据估算,此事件造成的损失达到2000亿美元,仅次于福岛核事件,离核电站不远的普里皮亚季城因此被废弃。据统计有6-8万人陆续死亡,13.4万人遭受各种程度的辐射疾病折磨,居住在核电站方圆30公里地区的11.5万多民众被迫疏散。直到现在,这里仍是可怕的人类禁区。
2.日本福岛核泄漏事件
2011年3月11日,位于日本东北的太平洋爆发了里氏9.0级的大地震,地震造成了数十米的海啸,导致福岛第一核电站与福岛第二核电站收到严重影响。
其中,福岛第一核电站受到的影响尤为严重,导致核废料严重泄露,并对日本东北部沿海地区的基础设施和工业造成了巨大的破坏。20000余人死亡或失踪,数万福岛居民流离失所,上百万人的生活收到影响。近日,还有渔民在福岛海域发现了九足章鱼。
因为别无选择,随着人类社会发展,对能源的需求越来大,化石能源快要消耗完了,成本也会越来越高,接下来就是核能了,技术基本成熟,成本也有优势了。
我国核电发展历程归结起来,起步晚、发展慢、差距大。我国核能的开发,在军用方面还是比较早的,1966年我国军用堆达到临界,然而却经过了近30年到1994年我国第一个核电机组才正式投入运行,但在英、美、原来苏联只用了十年左右的时间就由军用转为核能发电,相比之下,我国核电的起步是晚的。
在大亚湾2台,秦山第一台核电投产1994年达到210万千瓦,中国核电算有了一个很好的起步,然而由于受适度发展核电方针的影响,整整7年没有新的核电机组投产,直到2002年才投产新机组,到2004年,10年投产了470万千瓦,平均一年也就新增47万千瓦;而国土面积仅只有55万平方公里,人口不足6000万的法国,却早在上个世纪80年代,十年新增了核电4000多万千瓦,相比之下核电发展速度竟有10倍之差,因此,我们说中国核电发展速度是非常之慢的。
核能(或称原子能)是通过核反应从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·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,较重的原子核分裂释放结核能。2、核聚变,较轻的原子核聚合在一起释放结核能。3、核衰变,原子核自发衰变过程中释放能量。
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。可不论是重元素铀,还是轻元素氘、氚,在海洋中都有相当巨大的储藏量。
利用核能发电主要有两大好处:
1、核能目前是一种高效能源,使用核能发电可以消耗更少的资源。核能的能量要远远超过化学能量,核电站发电所需要的核燃料远远比火电厂消耗的石燃料要低得多,比如说一座煤电厂每年如果要消耗300吨煤,同样功率的核电厂只需要消耗30吨核燃料,两者之间差距巨大。
2、核能所发出来的核电属于一种清洁能源,对环境造成的影响非常小。火电站烧煤所产生的污染问题,会给地球环境造成比较严重的污染,燃料燃烧之后排放出的二氧化碳、氮氧化物以及各种灰尘会导致全球气温升高甚至是破坏臭氧层,对人类健康以及环境都会造成巨大的威胁,而核电站则不会产生这种问题。
20世纪初,人们发现原子核里蕴藏着巨大的能量,如果将核燃料的一个原子核击碎(裂变反应),那么,1克\重的核燃料就能释放出相当于几吨煤产生的能量。目前,核电站采用的方法是用中子轰击像铀—235或钚—239等核燃料的原子核,打碎原子核后释放出能量,同时又发射出新的中子,新的中子又打碎其他原子核,这样不断循环下去,能量就会无限增加。为了控制能量,就必须控制中子的数量。核电站反应堆内有一种控制棒,能将多余的中子吸收掉。这样,核能就可以安全地为人类服务了。
而航天飞机如果使用核能,即使把‘核能’转化为‘机械能’,在真空中寻找不到物质作为反作用力驱动的介质,就不可能获得反作用力的驱动。
现代航天器局限于使用火箭,这不等于以后航天器不能使用核能。人们正在研究使用核能的构思:因为天体间存在各种形式的磁场,只要把‘核能’转化为‘磁能’,就可以解决‘现代巨量能源的携带’问题了。
另外还有一个原因:在脱离地球的环境用核能
太危险(技术等必须做到万
所有人一听到核电站,唯一联想的就是核泄漏核事故。的确,核泄漏跟核事故对于普罗大众来说就是灭顶之灾,但是仅仅因为和谐乐观和事故变,果不目前不在使用核电站吗,那显然是不可能的。对比普通火电站水电站以及风力电站,核电站提供的能源更加清洁廉价以及稳定。咱们先来说说清洁方面,类比同样供应量的电站,火电站所产生的污染是核电站的十万倍之多。常规火电站会因为燃烧煤以及石油等等资源,而产生二氧化硫,烟尘,二氧化碳以及氮的氧化物等等污染物。这些都是核电站从不排放的,拿2013年的一个数据来说,2013年中核集团9台运行核电机组减排二氧化碳达到了5500万吨之巨。如此明显的环境效益,没理由就这么放弃。再来谈谈成本,在资源愈发短缺的现代,石油煤炭等不可再生资源的价格在逐年递涨,这也就造成了火电站成本一再提高。除此之外火电站的低能源转换率导致需要大批量的资源才能产生足够的电量,而同样功率的核电站所需的燃料成本以及运输成本对比火电站相差巨大。而风力水力同样输出瓦数的电站,所需要的建设设备成本相对来说低不到哪去,三峡奇迹这种类型的水力发电,成本更是高到无法想象。最后咱们再来谈谈稳定,随着不可再生资源的枯竭以及高耗高排污的缺点,火电站时常有这样及那样的原因导致输电间断。而风力太阳能则因为应用范围狭窄而导致输电量不足,甚至极受天气影响。最终低耗高产的核电站是现有电力设施中,最稳定最高效的输出点。综上所述,我们不能因为害怕还未发生的危险便放弃现阶段人类文明最有效的发电方式。在用电日益看涨的现代社会,因噎废食是极不可取的行为。固然核电站有着不容忽视的危险以及事故例子,但是为了经济效益,环境保护以及节约资源等等目的,核电站依旧是最佳选择。