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双飞,能源之星——核能


能源之星——核能 能源之星——核能 ——
01310901 20090138 双飞

摘要: 摘要:在人类漫长的发展历史中,能源是人类亘古不变的主题。从野蛮时代到文明社会,
从刀耕火种到电光遍布,地球给予了人类难以估计的能源。如今当能源面临枯竭,当可持续 发展遭到挑战,怎样继续人类的未来,是个全球性的亟待解决的问题。核能,一种前所未有 的能源,给人类的能源危机带来了曙光;大力发展核能,安全有效地开发核能,把利用能源 对环境的影响降低到最小,进而改善环境,修复地球,将是今后我们人类得以延续的重要举 措!

关键词: 关键词:能源危机、环境污染、核能
能源是人类进行生产和赖以生存的物质基础, 它和材料、 信息一起被认为是现代社会发 展的三个要素。 能源的消费水平是衡量一个国家经济状况、 科学技术进步和人民生活水平的 重要标志。解决能源问题对于发展国民能经济、提高人民生活水平、稳定社会秩序等方面, 都有重要的意义。 能源是现代文明的支柱,给人类带来了光明和幸福,但同时也给人类带来了环境污染, 带来了灾祸。目前的环境问题,很大部分是由于能源发展,特别是能源矿产的利用引起的。

由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展,能源的消耗持续增长。特别是近三、四十 年来,能耗量增长速度明显加快。我们知道目前作为人类主要能源的化石能源,并不是取之 不尽、用之不竭。化石能源、核能等是不可再生的能源,我们现在开采得越多,留给子孙后 代的就越少。据不完全统计,人类自 1973 年以来,共向地球索取了 5000 亿桶(约合 800 亿 吨)石油。 剩下的石油按现有生产水平计算, 还可保证开采 44 年, 天然气也只能持续开采 56

年,一些国家的煤炭资源已采掘殆尽。不仅仅如此,人类在开采能源的同时,对地球也进行 了无情的蹂躏,保护地球,发展能源,急不可待。 从上述的数据可以看出,仅仅依靠现有的能源是无法支撑人类发展更久的,寻找一种或 多种新型能源使人来发展亟待解决的问题。 当代最伟大的科学家爱因斯坦,提出了著名的质能方程式 E =mc^2,E 表示能量,m 代表质量,而 c 则表示光速。 相对 论的一个重要结果是质量与能量的关系。质量和能量是不可互 换的,是建立在狭义相对论基础上,1915 年他提出了广义相对 论。 爱因斯坦 1905 年 6 月发表的论文 《关于光的产生和转化的 一个启发性观点》,解释了光的本质,这也使他于 1921 年荣获 了诺贝尔物理学奖。科学家们认为,理想的洁净能源是实现太 阳一样的可控核聚变。实现核聚变最好的燃料是氘和氚,这两 种元素是氢的同位素, 在地球上储量非常丰富。 氘和氚燃烧后, 其聚变产物是惰性物质氦,对环境没有任何污染。这样,人类 就不但解决了能量的来源问题, 能源的洁净问题也会得到彻底 解决。 其实,人类实现核聚变如“氢弹爆炸”已经 30 多年了,但 为什么核聚变反应的和平利用问题却一直得不到解决呢?主 要原因是核聚变反应所要求的温度、 压力等条件太高, 除了让 其“爆炸”之外,目前尚不能在可控的范围内实现在科学家看 来,要填补能源的真空,只有依靠目前技术已经成熟并被广泛应用的受控核裂变。人类在和 平利用核裂变能量中, 发展并积累了大量的理论和实验技术, 如果再把核裂变时产生的核废 料问题解决了,人类对核能的利用将展现出美好的前景。 核能包括重核的裂变能和轻核的聚变能。目前已经商用化的裂变能是热中子反应堆,将 要实现商用化的是快中子反应堆。将来聚变能一旦实现商用化,那将为人类提供无穷无尽的 洁的核能。 裂变能的核燃料在地壳和海洋中的储藏量,即使比较保守的估计,在相当长的时间 内不会因为一定规模的核动力应用而出现资源紧张的状况。世界已勘探的开采成本低于130 美/kg的铀资源为3. 95 ×106 t,低于80美元/kg的铀资源为3. 00 ×106 t,低于40美元/kg 的铀资源为1. 25×106 t。目前开采的均为20~40美元/kg低生产成本铀[ 1 ] 。现在地球 上还有很大部分地区未经勘探,其铀资源可望扩大上述估计量的4~5倍。而低品位的铀矿储 量则要提高几个量级。按20世纪末的核电发展速度,可供轻水堆75 a或快中子增殖堆5 000 a 需用。 总之,如果为了减少温室气体排放而大规模地利用核能发电,即使是应用当前的燃料循 环工艺,铀资源也铀资源也不会成为一个限制因素,何况还有丰富的钍资源。 当然,核能的利用并不是绝对完美的。核 电站对环境的影响,主要存在两种潜在危险: 一是自身事故或外来因素引起爆炸事故, 造成 人身伤亡;一是发生反应堆冷却剂外溢事故 时,造成放射性危害。对这两种情况,在设计 核电站和选择建站地址时, 都有多种可靠有效 的考虑。核电站的选址要求非常严格,必须是 地震裂度低和地壳稳固的“安全岛” ,必须符 合环保要求。为此,科学工作者必须全面进行 多种项目的实地考察与勘测,其中包括磁航、

重力、地震、遥感等等;同时还得进行详尽的水文调查和气象考察、查阅历史上千年以上地 质资料的记载,推测今后 50 至 100 年的地震活动趋势。核电站与油库、油管、机场、易燃 仓库以至民航线、公路、铁路的距离都有相应的限制规定。核电站向外分成隔离区、低人口 密度区和人口中心距离区。 最近的隔离区半径不得小于 800 米, 最外区半径在 7000 米以上。 所以说,核能发电并不可怕,只要防范措施严密,就不会发生危险。 然而,对于地球的能源与环境危机,我们是否都是看客,只能看着危机逼近,干等着科 学家的新发现?即使有一天, 能源不再有危机, 我们就可以肆无忌惮毫不顾忌地浪费?我们 真正缺乏的是一颗爱心,对地球的爱心;我们真正缺乏的是意识,节约能源,可持续发展的 意识。 只有我们在能源危机中意识到这些并从思想上得到一种进化, 我们人类才有资格在这 个星球上幸福的生活下去。

参考文献: 参考文献:《环境与能源科学导论》刘震炎, 张维竞等编 北京-科学出版社 2005 《环境与能源》余文涛编著 北京-科学出版社 《核能及新能源发电技术》张晓东, 杜云贵, 郑永刚编著 北京-中国电力出
版社 2008


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