核能的開發(fā)與應(yīng)用

1、核能的開發(fā)與應(yīng)用核能的開發(fā)與應(yīng)用參考文獻——劉琳主編《新能源》東北大學(xué)出版社一一核能的開發(fā)核能的開發(fā)1核能的定義及特點核能是通過轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量，符合阿爾伯持愛因斯坦的方程；其中E為能量，m為質(zhì)量，c為光速。2mcE?核能的釋放主要有三種形式。(1)核裂變能所謂核裂變能，是通過一些里原子核的裂變釋放出的能量。(2)核聚變能由兩個或兩個以上氫原子核(如氫的同位素——氘和氚)結(jié)合成一個較重的原子核，同時發(fā)生質(zhì)量虧損釋放出巨大能量

2、的反應(yīng)叫做核聚變反應(yīng)，其釋放出的能量稱為核聚變能。(3)核衰變核衰變是一種自然的慢得多的裂變形式，因為其能量釋放緩慢而難以加以利用。能量密度大和反應(yīng)速率快是核能的兩大特點。（1）.能量密度大。從下面核能與化學(xué)能的比較可以很清楚地看到它們之間的差距。表31核能與化學(xué)能的比較裂變1kg鈾235放出熱量64006200000千焦燃燒1kg標準煤放出的熱量29288千焦燃燒1L重油放出的熱量41421.6千焦燃燒1L天然氣放出的熱量4.1千焦（

3、2）核反應(yīng)堆用途核裂變時既釋放出大量能量，又釋放出大量中子。核反應(yīng)堆有許多用途，但歸結(jié)起來，一是利用裂變核能，二是利用裂變中子。核能主要用于發(fā)電，但它在其他方面也有廣泛的應(yīng)用。如核能供熱、核動力等。核能供熱是20世紀80年代才發(fā)展起來的一項新技術(shù)，這是一種經(jīng)濟、安全、清潔的熱源因而在世界上受到廣泛的重視。在能源結(jié)構(gòu)上，用于低溫(如供暖等)的熱源，占總熱耗量的一半左右，這部分熱多由直接燃煤取得，因而給環(huán)境造成嚴重污染。在我國能源結(jié)構(gòu)中，近

4、70％的能量是以熱能形式消耗的，而其中約60％是120℃以下的低溫?zé)崮?，所以發(fā)展核反應(yīng)堆低溫供熱，在緩解供應(yīng)和運輸緊張、凈化環(huán)境、減少污染等方面，都具有十分重要的意義。核供熱是一種前途遠大的核能利用方式。核供熱不僅可用于居民冬季采暖，也可用于工業(yè)供熱。特別是高溫氣冷堆可以提供高溫?zé)嵩?，能用于煤的氣化、煉鋼等耗熱巨大的行業(yè)。核能既然可以用來供熱，也一定可以用來制冷。清華大學(xué)在5兆瓦的低溫供熱堆上已經(jīng)進行過成功的試驗。核供熱的另一潛在的大用

5、途是海水淡化。在各種海水淡化方案中，采用核供熱是經(jīng)濟性最好的一種。在中東、北非地區(qū)，由于缺乏淡水，海水淡化的需求是很大的。核能又是一種具有獨特優(yōu)越性的動力。因為它不需要空氣助燃，可作為地下、水中和太空缺乏空氣環(huán)境下的特殊動力；又由于它少耗料、高能量，因此是一種一次裝料后可以長時間供能的特殊動力。例如p它可以作為火箭、宇宙飛船、人造衛(wèi)星、潛艇、航空母艦等的特殊動力。將來核動力可能會用于星際航行。現(xiàn)在人類進行的太空探索還局限于太陽系，故飛行