核能及其应用

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1、物理科普讲座核能及其应用肖国勇新能源----时代的呼唤目前困扰人类社会的三个主要问题是什么？（环境污染，自然资源（主要是能源）短缺和人口爆炸性增加）。其中至少有两个（环境污染和能源）可以靠核能能得到缓解。那么什么是核能，它是怎样产生的，有什么优点，它与我们常听说的核武器有什么联系呢？今天我们就来探讨这一问题。众所周知，能源是一个国家国民经济的重要基础之一，是国民经济可持续发展的强有力的保证。人类进化发展的过程，是一部不断向自然界索取能源的历史。从我们的祖先钻木取火开始，人类在与大自然斗争的漫长过程中，利用各

2、种能源，不断提高自己战胜自然的本领，推动着文明的进步。现代社会中能源的人均消费已经成为衡量一个国家发展程度和人民生活水平高低的重要标志之一。按现在的能源消耗，世界上的石油、天然气和煤等生物化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽。国民经济要发展，能源是基础。我国生物化石资源和水利资源分布极不平均，60%的煤矿集中在华北，70%以上的水利资源在西南，而我国的工业和人口集中在华东、华南沿海和东北地区，能源的短缺成为这些地区及我国经济发展的巨大障碍。煤、石油、天然气是重要的华工原料，用作燃料烧掉非常可惜。同时，大量

3、燃烧煤炭和石油严重地污染了环境，危及生态平衡。因此我国迫切需要一种新能源----核能。在传统的能源构成中，火力发电和水力发电都有其局限性。例如，煤炭和石油发电时，在消耗了大量宝贵的化石资源的同时，放出的废气严重地污染了环境，使人们的生存空间越来越恶劣；另外大量的燃料需求又给交通运输部门增添了沉重的负担。而水力发电方面，因为目前只有江河发电形成规模，其它尚未达到工业利用程度，所以，水力资源的发达程度就限制了其发展的空间。14而核能作为一种新型的能源，具有得天独厚的优越性。它利用地球中蕴藏丰富的放射性同位素铀的

4、裂变反应产生的巨大的能量来发电，效率既高又不污染环境。理论上说，1公斤的铀全部裂变所释放出的裂变能，大约相当于2500吨煤或2000吨的石油燃烧时所释放出的能量。随着世界各国环境意识的加强，核能的重要性正在逐步被认识到，各国对发展核能的投入也呈稳定上升的趋势。相信在下个世纪中，核能必将得到更广阔的发展空间，这一优秀的能源形式必将得到更大的发展，从而使其更好地服务于人类和造福于人类。核能的研究发展——从原子弹说起原子弹是科学技术的最新成果迅速应用到军事上的一个突出的例子。从1939年发现核裂变现象到1945年

5、美国制成原子弹，只花了6年时间。1939年10月，美国政府决定研制原子弹，1945年造出了三颗。一颗用于试验，两颗投在日本。1945年8月6日投到广岛的原子弹，代号为“小男孩”，重约4.1吨，威力不到20000吨。同年8月9日投到长崎的原子弹，代号为“胖子”，重达4.5吨，威力约20000吨。其他国家爆炸第一颗原子弹的时间是：原苏联——1949年8月29日；英国——1952年10月3日；法国——1960年2月13日；中国——1964年10月16日，印度——1974年5月18日。1945年7月16日清晨5时3

6、0分，世界上第一颗原子弹在美国新墨西哥州的沙漠地区爆炸成功，发射场的温度高达1亿华氏度，等于太阳表面温度的1万倍。发射区1.6公里内的所有生物全都荡然无存。离发射场800米的一座32吨重的钢塔成了一堆扭曲的废物。发射场周围800米的沙粒被融化成玻璃体，绿色透明似翡翠。事后的测算表明，这次爆炸试验为1.86万吨梯恩梯当量，是预期的4倍。1945年8月6日和9日，美国分别在日本广岛和长崎两市投下原子弹，使其遭到致名打击，8月15日，日本无条件投降。据广岛、长崎两市1977年《致联合国的报告》称，在原子弹袭击中的

7、死者和失踪者，广岛约有15万，长崎约8万。迄今为止，因原子弹轰炸而死去的人广岛已达22万多，长崎超过12万。今天，核武器仅仅是作为政治对抗中的威慑力量，因为任何一个国家一旦首先使用核武器，也就意味着自身的灭亡。政治家其实对核战争毁灭性的破坏认识得比军人更清楚1964年10月16日，我国爆炸了第一颗原子弹，成功地进行了第一次核试验。原子弹爆炸的成功吸引了全世界的目光，一夜之间中国跨进了核大国行列，全世界刮目相看。在这个追求实力的世界上，不断发生着以强凌弱的事情，伊拉克、南联盟这些无远程打击力量的中小国家的败局

8、从反面说明中国拥有原子弹的价值。核能的产生原理原子是由质子、中子、和电子组成的。原子世界上一切物质都是由原子构成的。任何原子都是由带正电的原子核和绕原子核旋转的带负电的电子构成的。14核能在50多年前，科学家发现铀-235原子核在吸收一个中子以后能分裂，同时放出2-3个中子和大量的能量，放出的能量比化学反应中释放的能量大得多，这就是核裂变能，也就是我们所说的核能。同位素质子数P相同而中子数N不同的一些原子，或者说