材料能源技术-北京工业大学

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1、材料能源技术北京工业大学薄膜材料研究室刘晶冰副教授严辉教授上海世博会伦敦零碳馆我国实现低碳经济的途径1.对中国来讲，就是优化产业结构，控制高耗能工业发展，减少和控制高耗能产品出口；争取在2025年左右是中国工业的能源技术效率达到当时世界先进水平；2.大力发展使用的可再生能源技术，如风力发电、水电要进一步大规模普及，光热发电、光伏发电技术要进行接近商业利用的示范；3.全面大力发展核电，特别是着重第三代、第四代先进核电技术；4.进行大范围的公众意识提高，使低碳生活方式成为普遍行为。发改委能源经济能源是什么？…《科学技术百科全书》：能源是可从其获得热、

2、光和动力之类能量的资源；《大英百科全书》：能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量；《日本大百科全书》：在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源；《中国能源百科全书》：能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。能源就是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源…能源E=mC2一次能源（primaryenergyresources）：自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，又称

3、天然能源。二次能源（secondaryenergyresources）是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源。能源：能量源泉•能量以多种形式存在;•不同形式的能量之间在一定条件下可以电能转换。电能：在各种可利用的能源中，西周的青銅器出現「电」字人类利用能源最直接、最无污染、最广泛、最高效的能量方式。电母，称"金光圣母"或"朱闪电佩娘"。是神话传说中雷公的妻子，主要掌管闪电。产生（增殖）能转换量储存传递转换储存产生（增殖）激发、激活传递能量的产生（增殖）A态eVB态A态MeVB态原子组成物质…太阳系的中心天体，直径为1392000km的发光球体，

4、是距地球最近、与地球关系最密切的一颗恒星。太阳给人们以光明和温暖，它带来了日夜和季节的轮回，左右着地球冷暖的变化，为地球生命提供了各种形式的能源。对于人类来说，太阳太阳是地球的主宰…无疑是宇宙中最重要的天体。万物生长靠太阳，没有太阳，地球上就不可能有姿态万千的生命现象，当然也不会孕育出作为智能生物的人类。每天驾驶着四匹火马拉的太阳车划过天空，给世界带来光明…太阳神：赫利乌斯（Helius）帝俊之妻，生了十个太阳…太阳女神：羲和太阳取之不尽、用之不竭的能源…H+H→He依据目前太阳产生核能的速率估计，其氢的储量足够维持600亿；太阳每秒辐射到地

5、球上的能量相当500万吨煤，远远超过全球一天使用的能量。2E=∆mC1905年，爱因斯坦发表了划时代的论文《论运动物体的电动力学》，提出了狭义相对论和著名的核动力公式，奠定原子核能利用的理论基础。Nuclear235236*14489fissionnn+→→++UUBaKr2反应前后反应物与生成物的静质量减少为0.22u，释放的能量为3.3×10-11J≈200MeV（1克铀裂变释放的能量是1克煤的250万倍）临界体积：如果铀块的体积小于临界体积，中子从铀块中通过时，可能还没有碰到铀-235而引起裂变前就已飞出铀块外去了。于是中子数目越来越少，不

6、能使链式反应继续下去。相应于中子增殖系数k＝1的核燃料或反应堆的体积就是临界体积；热中子：能量下降到周围介质原子平均动能水平的中子称为热中子，235U裂变的中子能量峰值为1MeV，无法维持自持反应；中子减速：中子在损失其能量变成热中子之前，在能量5～100电子伏的区域内，特别容易被铀238吸收(称为共振吸收)。结果k还是小于1，链式反应难以维持。因此，要维持链式反应，就要采取某种措施，使中子的速度迅速减慢，越过强烈吸收中子的共振吸收区域，变成热中子，慢化剂为重水和石墨。曼哈顿计划（ManhattanProject）-“原子弹”计划1941年12月

7、6日，即珍珠港事件的前一天，美国成立了原子能开发厅，开始研制原子弹。美国陆军部于1942年6月开始实施的利用核裂变反应来研制原子弹的计划，亦称曼哈顿计划。具体由美国军事工程部的马歇尔上校负责全部行动，以后由领导修建美国国防部大楼五角大楼的格罗夫斯上校接替负责。为了使原子弹研究计划能够顺利完成，军事当局决定建立一个新的快中子反应和原子弹结构研究基地，这就是后来闻名于世的LosAlamos实验室（素有“诺贝尔奖获得者集中营”之誉）。美国“原子弹之父”奥本海默（J.RobertOppenheimer）凭着他的才能与智慧，以及他对于原子弹的深刻洞察力，被

8、任命为LosAlamos实验室主任。集中了当时西方国家（除纳粹德国外）（包括美籍华人核物理学家吴健雄女士等）最优秀的核科学家，动员了10