关于核能

1.什么是核能

核能(或称原子能)是通过核反应从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc² ，其中E=能量，m=质量，c=光速。核能可通过三种核反应之一释放:1、核裂变，较重的原子核分裂释放结合能。2、核聚变，较轻的原子核聚合在一起释放结合能。3、核衰变，原子核自发衰变过程中释放能量。

2.核能的优点

#1释放能量大。1千克铀235裂变所释放的能量是燃烧1千克煤释放的能量的270万倍;而1千克氘、氚混合物聚变所释放的能量比1千克铀235的裂变所释放的能量还要多4.14倍。

#2原料储量丰富。聚变材料氘蕴藏在自然界的水中。1千克海水中能提炼出0.03克的氘。但这一点点氘，通过聚变反应就能释放出相当于300升汽油的能量。而全球的海水中共含有40万亿吨氘，可以满足人类几十亿年的需要。氘、氚核聚变所用的氘，由于具有衰变性，在自然界中几乎不存在，但可以通过使锂吸收中子的方法得到。地球上的锂，足够使热核技术发展到完全以氘、氘核聚变代替氘、氚核聚变的时代。

#3开采成本低廉。目前制取1千克裂变材料浓缩铀的费用约为1.2万美元，而制取1千克聚变材料氘只需300美元。从而大大降低了成本。

3.核能的应用领域

核能发电

2020年，我国有70%到80%的石油要从国外进口，随着对石油天然气等化石资源进口的依赖越来越大，我们国家迫切需要核能来解决能源危机。因为核能虽然不是可再生资源，但是它是一种清洁能源。

举个例子，核电站每年要用掉80吨核燃料，那么两支标准货柜就可以将全部的核燃料运完，但如果要达到同样发电效果的话，则需要燃烧515万吨煤，需要用705个装载量20吨的大卡车才能运走。这意味着使用核燃料的话，其成本不仅远低于燃煤，还能缓解交通运输压力。

军事领域

既然核能可以转化为热能，而热能又能转变为蒸汽，那么蒸汽就可以推动汽轮发电机组发电。世界各国军队的大部分潜艇和航空母舰都以核能为动力。

1961年，世界上第一艘核动力航母“企业”号建成服役。它有惊人的续航力和更大的机动性，每一次更换核燃料后，都可以再连续航行10年。“企业”号的出现，标志着航空母舰的发展进入了新纪元。

科学考察

破冰船由于其特殊的工作性质，需要依靠自身动力强行冲击冰面以达到破冰效果，因此对船体的坚固程度要求相当高。虽然破冰船不需要高速行驶，但却需要强大的马力来对付足够坚固的浮冰，所以，核动力破冰船的优势远大于其他动力的破冰船。目前，我国新一代核动力破冰船雪龙3号的招标工作已经启动，西方国家认为我国此次制造的核动力破冰船标志着中国将在水面舰艇用反应堆的道路上跨出重要的一步。

核能除了能帮助我们更了解地球，还能帮我们更了解宇宙。目前，运用于航天器上的核电源放射性同位素电源技术(RTG)已经比较成熟，在国内外航天中应用广泛，美国光从1961-2011年就发射了27个带有RTG技术的航天器。而我国也从上世纪开始研究属于我们自己的核动力航天器研发计划，中国航天科技公司甚至计划2025年研制出可以重复使用的航天飞机，能够实现水平起降，用于太空旅游。嫦娥三号的总设计师孙泽周也说：“从技术发展上来讲，如果以后要对比如木星这些距离太阳更远的行星进行探测，完全依靠太阳能不太现实，这时对空间核动力的应用就会有比较大的需求 。”

医疗领域

核能在医疗领域的发展与应用，最常见的莫过于大家都熟悉的X光和核磁共振检查了。我们在医院里拍片、做胸透等，主要利用的就是加速后的电子撞击金属靶制造的X射线，用于探测骨骼和软组织是否产生了病变。

但除了X射线外，原子衰变裂解时放出的伽马射线(γ射线)，由于具有穿透性和对生物细胞的破坏作用，被广泛用于医疗用品消毒方面，还能对患有特定肿瘤的患者定向发射治疗。数据显示，2015年我国放疗单位共有各类放疗设备2849台，伽马刀和X刀约占13.4%。而核磁共振没有放射性，对人体非常安全，主要用于肿瘤、心脏病及脑血管疾病的早期筛查。

日常生活

X射线可不光能在医院使用，在飞机场、火车站、地铁站等需要安检的地方，我们携带的行李都要经过X射线安检仪。不过行李安检仪的辐射剂量远远小于医疗诊断用的X光机，人在靠近X射线安检仪5厘米的地方停留50个小时，才会有相当于1次X光胸透的辐射量。

除了安检仪，屋里安装的烟雾报警器也是核能紫菀生活中应用的例子，它的传感器内也使用一种放射性物质：镅-241。这种放射性物质能够产生电流，当烟雾中的烟粒子进入传感器后，就会扰乱电流，从而导致报警器响起声音。

4.核能的发展前景

首先，核能在未来将成为主要的清洁能源形式之二。随着全球人只的不断增长和经济的发展，对能源的而求也在不断增加。同时，环保竟识的提高也促使人们转要加环保清洁的能源形式。而核能通过核反应产生的能量，不会产生任何有害物质和排放物，因此被认为是最清洁的能源形式之一。而且，核能发电也非常可靠，不会受自然灾害和恶劣天气的影响，因此可以保障能源的稳定供应。

其次，核能在未来还将发挥重要的作用。随着科技的不断进步和核能技术的不断改进，核能在未来将变得更加安全、高效。例如，目前正在研究使用钍钚燃料，代替传统的铀燃料，这种燃料具有更高的燃烧效率和更少的放射性废物产生，因此可以减少对环境的污染。而且，核能还可以用于其他领域的应用，例如飞行器动力和军事用途。

再次，核能在未来将成为多元化能源供应的重要组成部分。由于各个国家之间的能源依赖程度不同，以及国内的资源分布不均衡，因此在未来各国将更加重视多元化能源供应的重要性。而核能因其稳定的供应、高效能、清洁环保等优势，成为了一个理想的多元化能源供应解决方案。同时，通过不断发展新技术，使得核能的投资成本逐渐降低，可以提高能源供应的灵活性和可控性。