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6.鈾的特性及其能量的釋放
鈾是自然界中原子序數(shù)最大的元素,天然鈾由幾種同位素構(gòu)成:除了0.71%的鈾-235(235是質(zhì)量數(shù))、微量鈾-234外,其余是鈾-238,鈾-235原子核完全裂變放出的能量是同量煤完全燃燒放出能量的2700000倍。也就是說1克U-235完全裂變釋放的能量相當(dāng)于2噸半優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時(shí)所釋放的能量。
7. 核能如何釋放
核能的獲得主要有兩種途徑,即重核裂變與輕核聚變。U-235,有一個(gè)特性,即當(dāng)一個(gè)中子轟擊它的原子核時(shí),它能分裂成兩個(gè)質(zhì)量較小的原子核,同時(shí)產(chǎn)生2—3個(gè)中子和β、γ等射線,并釋放出約200兆電子伏特的能量。
如果有一個(gè)新產(chǎn)生的中子,再去轟擊另一個(gè)鈾-235原子核,便引起新的裂變,以此類推,這樣就使裂變反應(yīng)不斷地持續(xù)下去,這就是裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng),在鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中,核能就連續(xù)不斷地釋放出來。
8. 核聚變能量的釋放
與鈾相同數(shù)量的輕核聚變時(shí)放出的能量要比鈾大幾倍。例如1克氘化鋰(Li-6)完全反應(yīng)所產(chǎn)生的能量約為1克鈾-235裂變能量的三倍多。實(shí)現(xiàn)核聚變的條件十分苛刻,即需要使氫核處于幾千萬度以上高溫才能使相當(dāng)?shù)暮司哂袆?dòng)能實(shí)現(xiàn)聚合反應(yīng)。
9. 核電站是清潔的能源
目前環(huán)境污染問題大部分是由使用化石燃料引起的,化石燃料燃燒會(huì)放出大量的煙塵、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等,由二氧化碳等有害氣體造成的“溫室效應(yīng)“,將使地球氣溫升高,會(huì)造成氣候異常,加速土地沙漠化過程,給社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展帶來災(zāi)難性的影響,核電站并不排放這些有害物質(zhì),不會(huì)造成“溫室效應(yīng)“,與火電廠相比,它能大大改善環(huán)境質(zhì)量,保護(hù)人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境等。
在國(guó)外核電站的周圍有人居住、游泳、放牧牛羊、釣魚,有的核電站位于大城市附近,有的位于游覽區(qū)。核電站是安全、經(jīng)濟(jì)、干凈的能源,與火電站相比,更有利于保護(hù)環(huán)境。
10.核電站是經(jīng)濟(jì)的能源
世界上有核電國(guó)家的多年統(tǒng)計(jì)資料表明,雖然核電站的比投資高于燃煤電廠,但是,由于核燃料成本顯著地低于燃煤成本,以及燃料是長(zhǎng)期起作用的因素,這就使得目前核電站的總發(fā)電成本低于燒煤電廠。
11.核能是可持續(xù)發(fā)展的能源
世界上已探明的鈾儲(chǔ)量約490萬噸,釷儲(chǔ)量約275萬噸。這些裂變?nèi)剂献銐蚴褂玫骄圩兡軙r(shí)代。聚變?nèi)剂现饕请弯?,海水中氘的含量?.034克/升,據(jù)估計(jì)地球上總的水量約為138億億立方米,其中氘的儲(chǔ)量約40萬億噸,地球上的鋰儲(chǔ)量有2000多億噸,鋰可用來制造氚,足夠人類在聚變能時(shí)代使用。按目前世界能源消費(fèi)的水平,地球上可供原子核聚變的氘和氚,能供人類使用上千億年。因此,有些能源專家認(rèn)為,只要解決了核聚變技術(shù),人類就將從根本上解決了能源問題。