马克思主义基本原理-核能对人类社会发展的影响

核能对人类社会发展的影响

刘xx

（北京理工大学机械工程及自动化 xxxxx）

摘要核能是一种高效、清洁的能源。介绍了核能的发展历史以及产生的基本原理。核能在核电站、医疗、核动力装置、核武器的相关技术原理，还有核能在这四个方面对人类社会生产、生活、管理、建设的影响。

关键词核能核电站医疗核动力核武器

从古至今，人类都在消耗能源，各种各样的能源，最常见、使用最长久的就是化石燃料，包括木材、煤矿、石油等，到近代人类发现了中子撞击铀会产生巨大的能量，于是乎核能产生了。

1 核能产生原理

首先先介绍一下核能（Nuclear Energy）的概念，核能又称为原子能，是由组成原子核的粒子之间发生的反应，转化其质量从原子核中释放出的能量。

1905年，阿尔伯特·爱因斯坦提出狭义相对论，之后作为推论，又提出质能方程E=mc2，（其中E=能量，m=质量，c=光速常量）。

原子核是由中子和质子构成。每个中子和质子都有自己的质量。但一个原子核的质量不完全等于每一个中子和质子的质量和。这两者的质量差根据爱因斯坦的质能方程，可以算出由中子和质子形成原子核的过程中释放的能量。

当重原子裂变成两个或多个原子时，生成原子的结合能总和会大于原来重原子所具有的结合能，此间的差值便会以热能的形式释放出来，这便是核裂变反应。反之，当几个轻原子结合，合成原子的结合能大于原本所有原子结合能之和，这便是核聚变反应放出能量的来源。总的来说：核能是通过三种核反应之一释放：1.核裂变。打开原子核的结合力。2、核聚变，原子的粒子熔合在一起。3、核衰变，自然的慢得多的裂变形式。

原子能比化学反应中释放的热能要大将近5千万倍：铀核裂变的这种原子能释放形式约为200，000，000电子伏特，而碳的燃烧这种化学反应能量仅放出4．1电子伏特。

核能是人类历史上的一项伟大发现，但是由于其巨大的能量具有强大的应用潜力如果应用不当，落入反和平人士的手中，其高强度能量就有可能成为全人类的灾难。核能就像是一个天使与魔鬼的结合体，人类一直在寻找一种途径能够通过利用核能解决日益加剧的能源短缺问题，但是有震慑于它的可怕威力，稍不注意就会造成难以估量的损失（日本福田核电站事件）。

核能在社会发展（社会生产、管理、建设、生活）中发挥了巨大的作用。目前而言，核能的应用主要集中在核电站、医疗、小型核动力装置、核武器这四种形式。

2 核能发电

核电是一种清洁、安全、技术成熟、供应能力强、能大规模应用的发电方式，国际核能的应用经历了对核电机组的从第一代到第三代不断改进的过程。

现在大多数发达国家都有在应用核能发电，其中美国是世界第一核能打过，2009年产生了7987亿千瓦小时的电量，而法国应用核能则最广泛，其国内近八成的电力供应都是源自于核电厂。中国从上世纪70年代开始发展核电，逐渐取得良好进展。现在我国已经是世界第九大核能国，但是发电量仍不及美国的十分之一。大部分地区仍然主要依靠煤发电，煤矿物料大部分都是从西部地区生产出来，然后经过很长的运输路径才可以送到对电力需求很大的东部沿岸地区，供当地电厂使用，山长水远，不仅造成污染，而且耗费了很大的人力物力。虽然国家已经做了很大的努力，现在电力已经能够比较容易地透过供电网传送。在西部地区建立了很多发电厂，经过电缆输电至东部地区，减少了煤矿陆路运输，改善了部分污染问题。但是煤资源总有枯竭的一天，世界的发展趋势总会是朝着向清洁、无污染、可再生的方向发展。这样核能就是一个很好的选择，只要控制得当的话，核能不会造成污染，而且只要很少量的核燃料就可以替代生产相同电力的大量煤矿。

目前，国际第四代核能利用系统研究提出了反应堆设计和核燃料循环方案的新概念，我国核电也已经由起步进入了发展阶段，具备了自主设计建造第二代核电的能力，我国已做出积极推进核电发展的重大决定，加快我国核电建设，提高核电在电力供给中的比重（我国核电占我国发电总量的比重仅为1.9%，而法国核电所占比重则达到了76.9%），面对气候转变，我国目前已经在东部沿海地区建立了一些核电站。这将有助于缓解电力增长与交通运输、环境保护的矛盾，核能利用的发展前景将会越来越广阔。

3 核能在医疗方面的应用

放射性同位素技术是和技术的一个重要分支，同位素在衰变时释放出射线，发生核辐射，当核辐射直接或间接地使物质发生电离就是电离辐射。辐射加工，是指将电子加速器产生的电子线或放射性同位素产生的伽马射线的能量转移给被辐射物质，这些电离辐射作用到被辐照的物质上。产生电离和激发，从而释放出轨道电子，形成自由基，通过控制辐射条件，而使被辐照物质的物理性能和化学组成发生变化并能使其成为人们所需要的一种新的物质，或使生物体（微生物等）受到不可恢复的损失和破坏，达到人们所需要的目标。比如，使高分子材料分别接枝、聚合、裂变或交联，抑制或刺激生物生长，有效地杀灭害虫、虫卵、病菌等。这种技术有别于传统的机械加工和热加工技术，因为被誉为人类加工技术的第三次革命，其特点是放射源释放的射线有很强的穿透能力。可深入到物质内部进行“加工”，这种加工在常温下进行，由于加工者是高能射线以及由它所引发的高度活性中间物，而不是分子热运动，因此，能耗低、无残留物、无环保问题。所以是清洁的加工技术，而且其反应易于控制，加工流程简单，是和产业化、规模化生产等。

辐射加工产业发展迅速，北美、欧洲的辐照加工产品应用已经十分广泛，亚洲、南美洲甚至比较落后的非洲，都相继有不少装置投入使用，年产值高达数千亿美元。辐射加工技术尤其是在医疗卫生领域的应用还存在很大的发展空间。目前辐射加工技术在医疗领域有如下应用：

3.1 医疗卫生产品的消毒和灭菌

利用辐射源产生的伽马射线与电子束等电离辐射（包括紫外线与X射线）进

行灭菌、消毒的技术。辐照法具有穿透力强、消毒灭菌均匀彻底。不使消毒

物品升温、不破坏包装、可连续使用、一次消毒量大等优点。用辐照法对医

疗卫生用品进行灭菌、消毒，从整个社会经济效益衡量，效果好，费用低。

3.2 药品的消毒和灭菌

这种处理的目的是杀灭药品中的致病微生物消毒或所有微生物灭菌。口服药一般采用消毒，创伤及无菌体腔用药一般采用灭菌。

3.3 辐照的生物学效用及作用

有大量的研究表明适当控制辐照的频率波长及功率，对生物体会产生极其积极的作用。比如

1).对抗氧化系统的的生物学作用

2).对免疫系统的生物学作用

3).输血作用

4).对肿瘤细胞的生物学作用

3.4 生物学材料

通过辐照，使高分子材料之间的长线形大分子之间通过一定形式的化学键连接形成网状结构，它可以使高分子之间的束缚力大大增强，进而增强材料的热稳定性，阻燃性，化学稳定性，耐滴流性，强度和耐应力开裂。

4 核动力装置

核动力就是通过由核裂变、核聚变或者放射性衰变等不同方式释放热能加热工质的核反应堆、热工质输送系统、循环系统、冷却系统, 以及控制保障等配套系统组成的核能发动机。可以运用到船舶、飞机、潜艇、航母、月球车等等各种能源需求大的地方。

核动力装置的优越性：

核动力装置不依赖化石燃料，可实现污染零排放，在整个营运过程中时一种非常彻底的换镜友好型动力装置。

利用核动力作为各种交通工具的推进装置其最大的优点是不需要大量的燃料储备就能长期航行，续航力可以说是没有限制的。

采用核动力作为动力装置可以使有效载重量提高，有利于提高航速。

相对于在航行中采用太阳能、风能等能源，核动力技术相对成熟可靠、能源利用率高，更易于接受。

5 核武器

1939年初，原子核裂变这一重大发现开辟了人类利用核能的新时代。核裂变发现时正处于第二次世界大战一触即发的时刻，因此这一新的核科学成就很快就被用于军事目的，引向原子武器的研制。如果德国法西斯抢先研制出了原子弹，将会给世界带来核灾难。于是在1941年底，美国政府接受爱因斯坦等人的提议，决定拨巨款开展核武器的研制。经过三年多的努力，美国终于研制成功第一批原子弹并用于战争。原子弹和氢弹是利用原子核裂变和核聚变在瞬间释放巨大能量，达到大规模杀伤和破坏作用的武器，他们都是利用核能的，所以又统称为核武器。

原子弹是利用高浓缩（90%以上）铀-235或钚-239等易裂变物质为燃料，进行不可控的裂变链式反应，瞬间释放巨大能量，达到破坏和杀伤效果的核武器，也称为裂变弹。

氢弹是利用氘（重氢）、氚（超重氢）等氢原子核的聚变反应瞬时释放巨大能量而实现爆炸的核武器，也成为热核弹或聚变弹。

6 结束语

总的来说，核能是一种高效、清洁的能源，它对人类的发展有着重大的意义。虽然核泄漏的阴影会时不时地笼罩在人类的头上，但是大部分的核事故都是人为因素或者人类对自然灾害估计不足造成的，并不是技术问题，人类是在不断进步的，这些问题必然会得到解决，而且核能作为新型能源在化石燃料日益枯竭的今天，势必将会发挥不可替代的作用。

参考文献

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