核能為什么那么強大

核能是核裂變能的簡稱。50多年以前，科學(xué)家在的一次試驗中發(fā)現(xiàn)鈾-235原子核在吸收一個中子以后能分裂，在放出2—3個中子的同時伴隨著一種巨大的能量，這種能量比化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量大的多，這就是我們今天所說的核能。核能的獲得途徑主要有兩種，即重核裂變與輕核聚變。核聚變要比核裂變釋放出更多的能量。例如相同數(shù)量的氘和鈾-235分別進行聚變和裂變，前者所釋放的能量約為后者的三倍多。被人們所熟悉的原子彈、核電站、核反應(yīng)堆等等都利用了核裂變的原理。只是實現(xiàn)核聚變的條件要求的較高，即需要使氫核處于6000度以上的高溫才能使相當?shù)暮司哂袆幽軐崿F(xiàn)聚合反應(yīng)。

1、重核裂變

重核裂變是指一個重原子核，分裂成兩個或多個中等原子量的原子核，引起鏈式反應(yīng)，從而釋放出巨大的能量。例如，當用一個中子轟擊U-235的原子核時，它就會分裂成兩個質(zhì)量較小的原子核，同時產(chǎn)生2—3個中子和β、γ等射線，并釋放出約200兆電子伏特的能量。如果再有一個新產(chǎn)生的中子去轟擊另一個鈾-235原子核，便引起新的裂變，以此類推，裂變反應(yīng)不斷地持續(xù)下去，從而形成了裂變鏈式反應(yīng)，與此同時，核能也連續(xù)不斷地釋放出來。

2、輕核聚變

所謂輕核聚變是指在高溫下（幾百萬度以上）兩個質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新核并放出大量能量的過程，也稱熱核反應(yīng)。它是取得核能的重要途徑之一。由于原子核間有很強的靜電排斥力，因此在一般的溫度和壓力下，很難發(fā)生聚變反應(yīng)。而在太陽等恒星內(nèi)部，壓力和溫度都極高，所以就使得輕核有了足夠的動能克服靜電斥力而發(fā)生持續(xù)的聚變。自持的核聚變反應(yīng)必須在極高的壓力和溫度下進行，故稱為“熱核聚變反應(yīng)”。氫彈是利用氘、氚原子核的聚變反應(yīng)瞬間釋放巨大能量這一原理制成的，但它釋放能量有著不可控性，所以有時造成了極大的殺傷破壞作用。目前正在研制的“受控?zé)岷司圩兎磻?yīng)裝置”也是應(yīng)用了輕核聚變原理，由于這種熱核反應(yīng)是人工控制的，因此可用作能源。

核能對人類好處和壞處有那些

核能對人類的好處

1、核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中， 因此核能發(fā)電不會造成空氣污染。

2、核能發(fā)電不會產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳。

3、核能發(fā)電所使用的鈾燃料，除了發(fā)電外，沒有其他的用途。

4、核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用 的燃料體積小，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電 廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送。

5、核能發(fā)電的成本中，燃料費用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本 較不易受到國際經(jīng)濟情勢影響，故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。

核能對人類的壞處

核電站在運行時不能出半點差池。烏克蘭的切爾諾貝利核電站的核泄漏事故就是最好不過的前車之鑒。問題是“ 人有失手，馬有亂蹄”，世界本身不穩(wěn)定的特性決定了人必然是有失誤的時候。我們可以通過諸多努力將這種情況的出現(xiàn)盡可能地減少或推遲，但是做到絕對杜絕人為失誤是不可能的。

混沌學(xué)說揭示了世界的復(fù)雜性和不確定性。根據(jù)混沌學(xué)說的基本原理，系統(tǒng)內(nèi)充滿了對某一事件未來結(jié)果具影響力的諸多不可預(yù)測和不可認知的因素。我們對所有安全措施的嚴守都只能是為我們提供一種近似的而非徹底的安全。核電站自身潛在的高危特性是不能允許：作人員有絲毫失誤的，這與世界本身的不確定性是嚴重背離的，因此也就諭示著核電站隱含了不可避免的危險。 核物質(zhì)高強度的放射性對人體和環(huán)境的毀滅性不用贅論了。

核能從經(jīng)濟的角度上講也并非完全可行。人們不了解的是，建一座核電站相對容易，拆除它卻要花費數(shù)倍乃至十數(shù)倍于建造的費用。拆除核電站要將整座核電站用特殊的工具切割成一塊一塊的小磚頭，然后一塊一塊地用特殊儀器檢測，未發(fā)現(xiàn)含有過量核輻射的才可以運走。若發(fā)現(xiàn)其含有超量核輻射的則要按核廢料處理。 提到核廢料，極少有人知道它處理的難度，這也是造成公眾對核電站抱無所謂態(tài)度的主要原因。核廢料不同于廢電池，統(tǒng)一收集密閉封存就可以高枕無憂了。

核廢料中不能被完全用盡的核物質(zhì)仍具有極強的放射性，且具有殘留時間長、毒性劇烈的特點。核廢料即使貯存過百萬年，其殘留物質(zhì)中的核輻射劑量仍能超過允許劑量的一千萬倍以上，這是一般人難以想象和理解的。比起核電站的運轉(zhuǎn)來，世界本身所具有的不穩(wěn)定特性，必將給核廢料的安全貯存帶來難以預(yù)測、不可避免的破壞。基于此，許多原來率先建造核電站的國家正在考慮停建緩建核電站。國外一些專家也呼吁人類在對核能的使用上要慎之又慎。因為核技術(shù)不僅是用于軍事上才會威脅到人類安全，核技術(shù)本身就是極度危險的。

核能發(fā)展需解決的問題

1、放射性廢料

鈾原子在核反應(yīng)堆中裂變時產(chǎn)生巨大的熱能會驅(qū)動渦輪機發(fā)電。這一過程還同時產(chǎn)生諸如銫—137和鍶90之類的放射性同位素，它們的半衰期約為30年。更高輻射強度的殘留物還包括钚—239，它的半衰期是2.4萬年。直接暴露在這些高放射性物質(zhì)照射下，哪怕極短時間都可能是致命的。通過滲透到地下水的間接輻射可導(dǎo)致生活在附近的居民罹患威脅生命的疾病和生態(tài)環(huán)境的破壞。

目前，擺脫極其致命的放射性廢料的最科學(xué)的方法是地下深埋。然而還沒有任何國家建起了地質(zhì)型核廢料深埋場。每當政府提出要在某處建造一座時，對政府的抗議就隨之而起。內(nèi)達華州尤卡山核廢料掩埋場1982年就委托建造，至今仍在等待拿到施工許可證。由此可見，核廢料是各國人民關(guān)心的問題。畢竟誰也不想生活在核廢料附近。但如今各國都加大了研發(fā)力度，相信用不了多久這一問題能夠得到解決。

2、核泄漏的隱患

1986年4月26日凌晨1點23分，烏克蘭普里皮亞季鄰近的切爾諾貝利核電廠的第四號反應(yīng)堆發(fā)生了爆炸。連續(xù)的爆炸引發(fā)了大火并散發(fā)出大量高能輻射物質(zhì)到大氣層中，這些輻射塵涵蓋了大面積區(qū)域。這次災(zāi)難所釋放出的輻射線劑量是二戰(zhàn)時期爆炸于廣島的原子彈的400倍以上。這就是我們熟知的“切爾諾貝利事故”。該事故被認為是歷史上最嚴重的核電事故，也是首例被國際核事件分級表評為第七級事件的特大事故。

而目前為止第二例就是2011年3月11日發(fā)生于日本福島縣的福島第一核電站事故。福島第一核電站的泄漏事件對當?shù)厝嗣竦纳詈彤數(shù)丨h(huán)境造成了不可估量的影響。但我們不必為此而否認核能。現(xiàn)在的放射性屏障已經(jīng)能夠起到很好的作用。以壓水堆核電站為例，它設(shè)有四道防止放射性屏障：第一道屏障是燃料芯塊；第二道屏障是燃料包殼；第三道屏障是一回路邊界；第四道屏障是安全殼。因此，我們并不需要太過擔(dān)心，但還是需要提高防護意識，以防危險再次來臨。

3、熱效率不高

根據(jù)卡諾循環(huán)（卡諾循環(huán)包括四個步驟：等溫吸熱，在這個過程中系統(tǒng)從高溫?zé)嵩粗形諢崃浚?絕熱膨脹，在這個過程中系統(tǒng)對環(huán)境作功，溫度降低； 等溫放熱，在這個過程中系統(tǒng)向環(huán)境中放出熱量，體積壓縮； 絕熱壓縮，系統(tǒng)恢復(fù)原來狀態(tài)，在等溫壓縮和絕熱壓縮過程中系統(tǒng)對環(huán)境作負功。卡諾循環(huán)可以想象為是工作于兩個恒溫?zé)嵩粗g的準靜態(tài)過程，其高溫?zé)嵩吹臏囟葹門1，低溫?zé)嵩吹臏囟葹門2。這一概念是1824年N.L.S.卡諾在對熱機的最大可能效率問題作理論研究時提出的）效率計算下來，火電效率高于核電效率。核能發(fā)電廠熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境裏，故核能電廠的熱污染較嚴重。