核能利用与发展论文
核能与太阳能的协同发展与利用研究

核能与太阳能的协同发展与利用研究核能与太阳能的协同发展与利用摘要:随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严重,寻求清洁能源的替代方案变得越来越迫切。
核能和太阳能作为两种常见的清洁能源,具有各自的优势和不足。
本论文通过研究核能与太阳能的协同发展与利用,分析了二者在能源供应、环境保护和经济效益等方面的互补性,并提出了一些促进二者协同发展的建议。
关键词:核能;太阳能;协同发展;能源供应;环境保护;经济效益一、引言随着全球经济的发展和人口的增长,对于能源的需求也不断增加。
然而,传统能源主要依赖化石燃料,如石油和煤炭等,而其使用所带来的环境问题越来越严重,如气候变化、空气污染和水资源短缺等。
因此,寻找新的清洁能源替代方案变得愈发重要。
核能和太阳能作为清洁能源的代表,具有各自的优势。
核能由于能量密度高、稳定可靠,在电力供应方面具有重要作用。
太阳能具有充分的可再生性和广泛的分布性,可以广泛应用于建筑物和家庭供电。
因此,研究核能和太阳能的协同发展与利用,对于推动能源领域的可持续发展具有重要意义。
二、核能与太阳能的优势与不足核能作为一种具有巨大能量潜力的能源,具有以下优势:首先,核能的能量密度高,可以大幅提高能源利用效率。
其次,核能在供电方面具有稳定可靠的特点,对于确保电力的稳定供应至关重要。
再者,核能不产生大气污染物,对环境影响较小。
然而,核能也存在一些不足之处:首先,核能的建设与运营成本较高,需要投入大量资金。
其次,核能发电过程中产生的放射性废料需要妥善处理,以避免对环境和人体健康造成威胁。
再者,核能在发电过程中存在安全风险,一旦发生故障或事故,可能会造成严重后果。
太阳能作为一种广泛分布的可再生能源,具有以下优势:首先,太阳能充分利用太阳的能源,具有丰富的资源。
其次,太阳能的发电过程无二氧化碳排放,对于减少温室气体排放具有重要作用。
再者,太阳能的应用范围广泛,可以广泛应用于建筑物和家庭供电。
然而,太阳能也存在一些不足之处:首先,太阳能的能量密度较低,受到天气和季节等因素的影响较大。
核能的发现和利用

核能的发现和利用1、铀原子核裂变现象的发现铀原子核裂变现象的发现还得从美籍意大利物理学家费米利用中子轰击铀核的实验研究工作谈起。
当人工放射性核素发现以后,科学家们就纷纷利用α粒子、质子以及中子去轰击周期表上各种元素,以求获得更多的人工放射性核素。
而费米就是利用α粒子轰击铍能发射中子的核反应过程,把镭和铍均匀混合在一起,就可以制成能发射大量中子的镭-铍中子源。
然后,利用这些中子去轰击各种元素,并用自制的高灵敏度盖革—弥勒计数管进行测量。
结果发现将近六十多种被中子照射过的元素中,约有四十多种能产生放射性核素。
后来,费米在长期的实验工作中发现,如果把所用的镭-铍中子源加以适当改进,在中子源和银圆筒之间加上一层石蜡或其它含氢物质,就能使银的放射性强度大大增加,这可从盖革—弥勒计数管上得到反映。
这是因为镭-铍中子源所发射的快中子能量很大,不易和银发生反应。
现在通过石蜡后快中子被减速成热中子,其能量和分子热运动能量相当,即能量为0.0253电子伏或速度为每秒2200米。
由于热中子运动速度很慢,它在核周围的停留时问就会加长,因此和核作用的机会也就越多,所产生的放射性也就越强,计数就大大增加。
费米在获得热中子后,重新对铀核进行轰击试验。
看它能否被铀核俘获生成更多的原子序数大于92的93、94……一系列超铀元素。
然而,大量实验结果证明,在铀核俘获中子后的生成物中,呈现出非常复杂的辐射成分。
在测量中发现它们是由多种β射线所组成,先后共测得四种不同能量的β射线,根据它们辐射强度随时间衰减的曲线分析,得到四种不同的半衰期,分别为10秒、40秒、12分和90分。
而费米及其助手当时也无法从这些复杂的放射性物质中识别出事先想找到的93号新元素。
这是因为他们中间缺少精通化学分析的科学家。
即使在这些新产生的放射性物质中确已存在93号元素,他们也不能用化学方法由辨别它们。
由于费米及其同事在生产人工放射性核素中一直认为元素俘获一个中子后,经过β衰变能生成原子序数增加1的新元素,所以费米等人总是专心致志地去寻找原子序数比铀更大的超铀元素。
核能论文

核能利用现状与分析摘要:核能是由原子核内部结构发生变化而释放出的能量。
核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。
由世界第一座核电站投入运行后,核电站已经具有污染少,储量丰富,运输方便,燃料成本低,不会加重温室效应等优点,但也具有废料放射性,热效率低,泄漏后果严重等缺点。
核电占世界重发电量比重日趋增大。
但核燃料泄漏安全已成为世界最为关注的问题,它被认为是存在着风险的,失控后不能用于发电,还会酿成灾害。
关键字:核能;核能发电;核能前景;核泄漏前言能源是人类社会的生命线,一个国家开发和利用能源的水平,标志着这个国家的生产力水平、文化水平和人民生活水平。
但随着人们日益对资源能量的渴求,传统的能源已经满足不了人们的需求,它们地球上的储量日益面临枯竭。
从而20世纪中期,核能成为了一种新的能源,而不是用于军事。
到了本世纪70年代,核能与核技术已在许多方面形成了新兴的产业,在西方发达国家,核技术的应用已经深入到国民经济的各个领域,技术日趋成熟,并不断取得新进展。
核能的利用的优点也伴随着缺点,而且绝不能忽视的。
1 核能原理由相对论的质能关系式 2mc M =可知,质量和能量是相互联系的。
当一个系统的能量减小时,系统向外界散发能量;反之系统吸收能量。
我们知道,原子核是由质子和中子组成的,质子和种子都叫做核子。
组成某一原子核的核子的的质量和与该原子核质量的差值叫做原子核的质量亏损,用m ∆表示。
原子核的质量亏损说明,在原子组成原子核的过程中有能量放出,放出的能量E ∆由质能关系式可得:E ∆=m ∆2c这种自由核子结合成原子核时放出的能量叫做原子核的核能,用B 表示。
相反若要让原子分解成单个的原子,原子核要从外界吸收相应的能量。
由此可见,在原子核内蕴藏大量可利用的能量,而重核裂变和轻核裂变是获取核能的两天主要途径。
[1]2 世界核能历史核能是人类历史上的一项伟大发明,这离不开早期西方科学家的探索发现,他们为核能的应用奠定了基础。
论文:我国能源发展的现状

我国的能源发展战略与政策思考——浅谈新能源的开发与利用作者:XXXXXXX[摘要]我国是一个能源生产和能源消费大国。
我国目前能源消费构成中煤炭比例过高,占能源消费总量的67%。
由于我国石油资源有限,要降低煤炭消费比例,只有通过增加天然气、水电、核电、可再生能源和新能源的使用量来实现。
新能源是指能可持续使用或可显著提高能源效率的能源,资源丰富,分布广泛,既不存在资源枯竭问题,又不会对环境构成严重威胁。
因此,人类越来越重视新能源的开发和利用。
我国现在正在开发利用的新能源主要有:风能,太阳能,生物质能,地热能,氢能等。
但,目前的开发利用量与其资源量相比还只是冰山一角。
因此通过大力发展新能源,替代煤炭,弥补石油、天然气的资源短缺,是我国长期能源发展战略和近期能源结构调整的重要选择。
[关键字]能源消费,新能源一、我国能源发展的现状我国目前能源消费构成中煤炭比例过高,占能源消费总量的67%,降低煤炭消费比例是调整能源结构的重要任务。
由于我国石油资源有限,要降低煤炭消费比例,只有通过增加天然气、水电、核电、可再生能源和新能源的使用量来实现。
根据我国矿产资源保证度的评价,我国石油和天然气资源远不能满足需求,除了煤炭,将来可以依赖的能源资源主要是可再生能源和新能源。
2002年我国一次能源消费量为14.8亿tce,居世界第2位。
能源消费基本走出了1997-1999年的负增长和2000年和2001年的低速增长时期,出现高速增长,超过能源消费量的历史高峰值(1996年的13.89亿tce)。
2002年我国能源消费量在世界能源消费总量中所占比重达10.6%,较2001年的9.1%上升了1.5个百分点。
表1、我国能源消费量在世界总量中所占比重从表1可知,我国是煤炭为主要能源的国家。
可是,地球所含能源的总量是不变的,如果我们在无限制的向地球索取能源的话,地球的能源总有一天会枯竭。
所以说,我们应从战略高度认真考虑发展新型能源,改善我国能源结构,实现能源的可持续发展。
核能论文

核能的利用引言人类的一切活动都离不开能源,能源是发展工业、农业、国防、科学技术和提高人民生活水平的重要基础。
1939 年原子核裂变的发现,开辟了核能利用的新时代.。
特别是在能源结构从石油转入非油能源的新时期里,核能被认为是解决世界能源短缺的一种重要途径,可开发的核燃料资源所提供的裂变能、聚变能,可供人类大规模长时期的利用。
核能具有独特的优越性开发和利用新型的核能源是人类社会生存发展的必然趋势。
近年来,大力发展核电是许多国家在研究本国能源现状和前景之后,所采取的一种比较普遍的基本政策核能发现核能的发现凝聚了众多科学家的智慧和汗水。
1932年,英国物理学家查德威克发现了中子,为人类提供了打开核能利用大门的一把钥匙,1939 年,费米利用中子轰击铀发现反应能产生中等重量的元素,居里夫人的女儿伊伦·居里进行了类似的研究,但得到了不同的反应产物。
德国科学家哈恩重复他们的实验证实中子轰击铀能产生重量为铀一半的元素,并确定它是钡,他的进一步工作证实了伊伦·居里实验的产物是镧。
接着,流亡瑞典的奥地利女科学家迈特纳提出了铀核裂变的概念,并指出裂变能放出能量。
为了能持续地放出核能,匈牙利物理学家西拉德最先考虑了链式反应发生的可能性。
1939 年约里奥·居里夫妇等人,通过实验发现一个铀核(U - 235)裂变会释放出2—3个中子,用实验证实了链式反应的可能性。
1941年12月到1942年12月,费米领导一批物理学家在芝加哥大学斯塔克运动场的西看台下成功地建造了世界上第一座原子核反应堆发出了200W的电,解决了受控自持链式反应的众多技术问题,这标志着核能和平利用时代的到来。
核能原理核能(或称原子能)是通过转化其质量从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc²,其中E=能量,m=质量,c=光速常量。
核能通过三种核反应之一释放:1、核裂变,打开原子核的结合力。
[整理版]核科学概论论文
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核科学概论论文中国核电发展成都理工大学工程技术学校专业:核工程与核技术班级:核工四班学号:201020401419姓名:苏冠豪2012.5.17摘要:核能,即原子能,是指核反应时释放的能量。
近半个多世纪以来,人类一方面发展核能,另一方面,到现在为止,没有任何国家找到安全、永久处理高放射性核废料的办法,核能的安全与否的问题长期以来争论纷纷。
世界核能的发展面临的最大挑战公众接受性的问题。
和其他技术相比,公众容易过高估汁了核能的风险。
它源于公众对核能安全和废物处理的担心,但是不完全取决于技术因素。
改善核能公众接受性的关键在于改变核能的风险特征。
必须把核能安全的技术、管理和监督工作放到首位,在利用核能造福人类的同时,把其危害性降到最低。
核电作为一种清洁能源,对于满足中国电力需求、优化能源结构、减少环境污染、促进经济能源可持续发展具有重要战略意义。
这就要求制定核电发展长远规划,制定与采用核安全法规标准,理性看待核电技术,杜绝核风险决策机制以及安全监管制度上的缺失,保证天然铀可持续供应,妥善处理放射性废物,大力培养核能领域高级人才。
关键词:核能、安全、中国、核电、核能发展前言:中国长期以来,以煤炭为主的能源结构不仅已无法适应经济的快速发展,也造成了较严重的社会能源、环境问题。
能源发面,煤炭可供人类使用的时间为二百至二百二十年,中国面临煤炭枯竭的严峻形势不言而喻;环境发面,燃用各种化石燃料将向大气中排放大量的温室气体二氧化碳,硫氧化物和氮氧化物等有害气体以及大量的烟尘,对环境造成极其严重的破坏。
因此,中国有必要积极改善能源利用结构和实现能源的多元化供给。
目前,由于有枯水期和丰水期的分别,造成水电电力不够稳定;而太阳能和风能在短期内又不可能在总电力装机容量中占有较大的份额。
所以,核能是目前唯一达到工业应用、可以大规模替代化石燃料的能源。
核能作为一种清洁的可再生资源在资源逐渐枯竭的当代越来越受到各国的重视。
自核能利用以来,特别是三哩岛和切尔诺贝利核事故之后,各国和有关国际组织都十分重视核安全,而近日日本大地震造成的福岛第一核电站泄漏事故再次引起全球的集体关注,由此核安全的问题再次进入人们的视野。
新能源发展现状及趋势论文范文

新能源发展现状及趋势论文范文目录一、内容概括 (2)(一)研究背景与意义 (2)(二)国内外研究现状综述 (3)(三)论文研究内容与方法 (4)(四)论文结构安排 (5)二、新能源概述 (7)(一)新能源的定义及分类 (8)(二)新能源的特点与发展历程 (9)(三)新能源在能源结构中的地位与作用 (11)三、新能源发展现状分析 (12)(一)全球新能源发展总体概况 (13)(二)主要国家和地区新能源发展现状对比分析 (14)(三)新能源产业技术创新与应用情况 (15)(四)新能源政策支持与基础设施建设情况 (17)(五)新能源市场发展现状与前景预测 (18)四、新能源发展趋势分析 (19)(一)新能源技术发展趋势 (21)(二)新能源产业布局与发展格局变化趋势 (22)(三)新能源市场发展趋势与机遇挑战 (23)(四)新能源政策调整与引导预期效果展望 (24)五、新能源发展面临的挑战与对策建议 (26)(一)新能源发展面临的主要挑战 (27)(二)加强新能源技术研发与创新的措施建议 (28)(三)优化新能源产业布局与区域协调发展的策略探讨 (30)(四)完善新能源政策体系与保障机制的思考 (31)(五)推动新能源与经济社会环境协调发展的路径选择 (32)六、结论与展望 (33)(一)研究成果总结与论点阐述 (35)(二)对新能源未来发展的展望与建议 (36)(三)研究的创新点与局限性分析 (38)一、内容概括随着全球能源需求的不断增长和环境污染问题的日益严重,新能源发展已成为世界各国共同关注的焦点。
本文旨在分析新能源发展的现状及趋势,以期为我国新能源产业的发展提供有益的参考。
本文首先对新能源的概念进行了界定,明确了新能源是指能够替代传统化石能源的可再生能源,如太阳能、风能、水能、生物质能等。
从全球范围出发,分析了新能源发展的历史背景、政策支持和市场需求。
在此基础上,本文重点关注了新能源产业的发展现状,包括新能源技术的创新与突破、产业链的完善与整合以及市场竞争格局的形成。
核能利用论文核能利用的论文

核能利用论文核能利用的论文核能利用核能的释放通常有两种形式,一种是重核的裂变,即一个重原子核(如铀、钚)分裂成两个或多个中等原子量的原子核,引起链式反应,从而释放出巨大的能量;另一种是轻核的聚变,即两个轻原子核(如氢的同位素氘)聚合成为一个较重的核,从而释放出巨大的能量。
重核裂变能1938年,德国科学家奥托·哈恩和斯特拉斯曼用中子轰击铀原子核,发现了核裂变现象。
铀-235是自然界存在的易于发生裂变的惟一核素。
当一个中子轰击铀-235原子核时,这个原子核能分裂成两个较轻的原子核,同时产生2到3个中子和β、γ等射线,并放出能量。
如果新产生的中子又打中另一个铀—235原子核,引起新的裂变。
以此类推,这样就使裂变反应不断地持续下去,这就是链式裂变反应。
在链式反应中,核能就连续不断地释放出来。
1942年12月2日,在美国芝加哥大学体育场西看台底下的一个网球厅内,一批科学家在恩里科·费米的领导下,聚精会神地操纵着一座由40吨天然铀短棒和385吨石墨砖构成的庞然大物。
下午3点25分,启动运行成功。
这个庞然大物,就是世界上第一座人工核反应堆。
虽然从反应堆发出的功率只有0.5瓦,还不足点亮一盏灯,但其意义非同小可,它首次实现了自持链式反应,从而开始了受控的核能释放,标志着人类从此进入了核能时代。
1954年,前苏联在莫斯科附近的奥布宁斯克建成了世界上第一座核电站,输出功率为5000千瓦。
到60年代中期,核电站走向实用化和商品化。
工业发达国家核电发电成本已与燃煤火力发电站持平甚至略低。
目前建成的核电站其原理均是利用铀的裂变能。
铀-235原子核完全裂变放出的能量是同量煤完全燃烧放出能量的270万倍。
这就意味着,一座100万千瓦的火电厂每年要烧掉约330万吨煤,而同样容量的核电站一年只需耗用大约1.2吨核燃料。
1991年,中国自行设计、建造的第一座核电站——泰山核电站启用,继之大亚湾核电站投产。
中国正规划兴建4座新的核电站,到2010年核电总量有望达到2000万千瓦。
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核能利用与发展趋势Unclear energy utilization and development trend摘要核电是一种清洁、安全、技术成熟、供应能力强、能大规模应用的发电方式,目前,我国核电已由起步进入发展阶段,具有自主设计建造第一代核电的能力,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,这将有助于缓解电力增民与交通运输的矛盾,核能利用的发展前景将越来越广阔。
关键词核能利用前景核能发展核电1.核电概述核能的发展和利用是20世纪科技史上最杰出的成就之一。
它通过转化其质量从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc2,该方程式表明,质量和能量是等价的,其比例常数为光速的平方。
在核能的利用中,核电厂的发展是相当迅速的,己被公认为是一种经济、安全、可靠、干净的能源,核动力技术在多数发达国家得到了巨大发展,也在很多发展中国家获得了广泛的认可。
根据能源需求和能源生产结构,我国政府己制定了积极发展核电的方针,建设了秦山和大亚湾两大核电基地,中国核电建设的安全策略取得了成功。
2.核能发电核能是原子核结构发生变化是释放出来的能量。
目前人类利用核能主要有三种——重元素的原子核发生裂变和轻元素的原子核发生聚合反映时释放出来的核能或是原子核自发射出某种粒子而变为另一种核的过程,它们分别为核裂变能、核聚变能和核衰变。
2.1核裂变能核裂变,又称核分裂,是指由较重的原子,主要是指铀或钚,分裂成较轻的(原子序数较小的)原子的一种核反应形式。
原子弹以及裂变核电站的能量来源都是核裂变。
早期原子弹应用钚-239为原料制成。
而铀-235裂变在核电厂最常见。
重核原子经中子撞击后,分裂成为两个较轻的原子,同时释放出数个中子。
释放出的中子再去撞击其它的重核原子,从而形成链式反应而自发分裂。
原子核裂变时除放出中子还会放出热,核电厂用以发电的能量即来源于此。
由于每次核裂变释放出的中子数量大于一个,因此若对链式反应不加以控制,同时发生的核裂变数目将在极短时间内以几何级数形式增长。
若聚集在一起的重核原子足够多,将会瞬间释放大量的能量。
原子弹便应用了核裂变的这种特性。
制成原子弹所使用的重核含量,需要在90%以上。
核能发电应用中所使用的核燃料,铀-235的含量通常很低,大约在3%到5%,因此不会产生核爆。
但核电厂仍需要对反应炉中的中子数量加以控制,以防止功率过高造成炉心熔毁的事故。
通常会在反应炉的慢化剂中添加硼,并使用控制棒吸收燃料棒中的中子以控制核裂变速度。
从镉以后的所有元素都能分裂。
核裂变时,大部分的分裂中子均是一分裂就立即释出,称为瞬发中子,少部分则在之后(一至数十秒)才释出,称为延迟中子。
2.1.1核裂变能原理及过程核能发电的过程:核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。
核裂变撞击时除放出中子还会放出热,再加快撞击,但如果温度太高,反应炉会熔掉,而演变成反应炉融毁造成严重灾害,因此通常会放控制棒(硼制成)去吸收中子以降低分裂速度。
一个重原子核分裂成为两个(或更多个)中等质量碎片的现象。
按分裂的方式裂变可分为自发裂变和感生裂变。
自发裂变是没有外部作用时的裂变,类似于放射性衰变,是重核不稳定性的一种表现;感生裂变是在外来粒子(最常见的是中子)轰击下产生的裂变。
处于激发态的原子核(例如,铀-235核吸收一个中子之后,就形成激发态的铀-236核)发生形变时,一部分激发能转化为形变势能。
随着原子核逐步拉长,形变能将经历一个先增大后减小的过程。
这是因为有两种因素在起作用:来自核力的表面能是随形变而增大的;来自质子之间静电斥力的库仑能却是随形变的增大而减小的。
两种因素综合作用的结果形成一个裂变势垒,原子核只有通过势垒才能发生裂变。
势垒的顶点称为鞍点。
到达最终断开的剪裂点后,两个初生碎片受到相互的静电斥力作用,向相反方向飞离。
静电库仑能转化成两碎片的动能。
初生碎片具有很大的形变,它们很快收缩成球形,碎片的形变能就转变成为它们的内部激发能。
具有相当高激发能的碎片,以发射若干中子和γ射线的方式退激,这就是裂变瞬发中子和瞬发γ射线。
退激到基态的碎片由于中子数(N)与质子数(Z )的比例(N/Z )偏大,均处于β稳定线的丰中子一侧,因此要经历一系列的β衰变而变成稳定核(见远离β稳定线的核素)。
这就是裂变碎片的β衰变链。
在β衰变过程中,有些核又可能发出中子,这此中子称为缓发中子。
以上就是一个激发核裂变的全过程。
2.2核聚变能由两个或两个以上氢原子核(如氢的同位素—氘和氚)结合成一个较重的原子核,同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应,其释放出的能量称为核聚变能。
核聚变反应堆是一种满足核聚变条件从而利用其能量的装置。
从目前看实现核聚变有2种方法,一种是使用托卡马克装置实现,托卡马克是一环形装置,通过约束电磁波驱动,创造氛、氖实现聚变的环境和超高温,实现对聚变反应的控制;另一种方式是通过高能激光的方式实现。
第一种方式已于20世纪90年代初实现,目前正在进行工程设计;第二种方式已接近突破的边缘。
由于核聚变是在极高的温度下完成的,所以又常称其为热核反应。
2.2.1核聚变原理及过程物质在低温状态下是固态,随着温度的升高会出现液态、气态,气态的物质被继续加热会出现等离子状态,即在几万810℃以上时,气体将全部发生电离,变成带正电的离子和带负电的自由电子。
这种等离子体被约束在托卡马克装置的环形室腔体内不与腔壁接触,加热电流继续在这一环形室中流动,与电流方向一致的强大外磁场保证了等离子体的稳定。
当等离子体被加热到810℃以上,满足1410>τn (式中n 为氛氖等离子体密度,3-cm ; τ为等离子体维持的时间,s)时,就会发生轻原子核转为重原子核的核聚变反应(n H H H +→+423121),1个氛和1个氛聚变为1个氦核、放出1个中子(能量为14 MeV),伴随着这一反应放出17.6 MeV 的巨大能量。
现在人类实现可控核聚变所使用的轻核只有氛与氖。
在托卡马克装置上,当放出的能量大于输人的能量、并足以加热下一次添加的氖氖并继续聚变反应时,这种条件称为可控核聚变的“点火”条件。
实现核聚变的“点火”有三大难题要解决,一是如何把等离子体加热到810℃以上;二是如何使等离子体不与装它的容器相碰,否则等离子体要降温,容器要烧毁;三是防止杂质混人等离子体,因杂质会增加辐射而使等离子体冷却。
聚变反应堆主要的部件包括高温聚变等离子体堆芯、包层、屏蔽层、磁体和辅助系统等。
2.3核衰变能核衰变是原子核自发射出某种粒子而变为另一种核的过程。
认识原子核的重要途径之一。
1896年法国科学家A.H.贝可勒尔研究含铀矿物质的荧光现象时,偶然发现铀盐能放射出穿透力很强可使照相底片感光的不可见射线,这就是衰变产生的射线。
除了天然存在的放射性核素以外,还存在大量人工制造的其他放射性核素。
放射性的类型除了放射α、β、γ粒子以外,还有放射正电子、质子、中子、中微子等粒子以及自发裂变、β缓发粒子等等。
2.3.1常见的放射性核衰变类型科学研究表明,稳定性核素对核子总数有一定限度(一般为A≤209),而且中子数和质子数应保持一定的比例(一般为N/Z=1~1.5,也有个别例外)。
任何含有过多核子或N/Z不适当的核素,都是不稳定的。
A≥209的核素,即元素周期表中钋(Po)之后的所有元素的核素都具有放射性(钋之前的元素,有的核素也具有放射性),它们或是自发地放射出α射线(即He核),而转变成A较小的新核;或是因核素的N/Z不适当,其核内的中子与质子会自发地相互转变,从而改变N/Z的值,并同时放出一个β-(或β+)粒子。
核素衰变后产生的新核几乎都是处在激发态,这样的核或是自发地放射出γ光子而转变到基态或较低能态,或是继续进行α衰变(或β衰变),直到变成一个稳定的核素为止。
放射性核衰变的类型有α衰变、β衰变和γ衰变三种,分别放出α射线、β射线和γ射线。
1)α衰变放射性核素放射出α粒子后变成另一种核素。
子核的电荷数比母核减少2,质量数比母核减少4。
α粒子的特点是电离能力强,射程短,穿透能力较弱。
2)β衰变β衰变又分β-衰变、β+衰变和轨道电子俘获三种方式。
(1) β-衰变放射出β-粒子(高速电子)的衰变。
一般地,中子相对丰富的放射性核素常发生β-衰变。
这可看作是母核中的一个中子转变成一个质子的过程。
(2) β+衰变放射出β+粒子(正电子)的衰变。
一般地,中子相对缺乏的放射性核素常发生β+衰变。
这可看作是母核中的一个质子转变成一个中子的过程。
(3) 轨道电子俘获原子核俘获一个K层或L层电子而衰变成核电荷数减少1,质量数不变的另一种原子核。
由于K层最靠近核,所以K俘获最易发生。
在K俘获发生时,必有外层电子去填补内层上的空位,并放射出具有子体特征的标识X射线。
这一能量也可能传递给更外层电子,使它成为自由电子发射出去,这个电子称作“俄歇电子”。
3)γ衰变和内变换(1) γ衰变处于激发态的核,通过放射出γ射线而跃迁到基态或较低能态的现象。
γ射线的穿透力很强。
γ射线在医学核物理技术等应用领域占有重要地位。
(2) 内变换有时处于激发态的核可以不辐射γ射线回到基态或较低能态,而是将能量直接传给一个核外电子(主要是K层电子),使该电子电离出去。
这种现象称为内变换,所放出的电子称作内变换电子。
3.我国电力现状及发展趋势目前人类已耗用了的能源总量近3 000亿吨标准煤,自1973年以来,从地球开采的石油近5 000亿桶(约合800亿吨) ,剩下的石油按现有生产水平计算,还可保证开采40年。
天然气也只能持续开采50年,石油、煤和天然气资源都正co等气体大量积累,形在快速地走向枯竭,并且化石能源的过度应用还导致了2成了温室效应。
因此寻找一种既能替代化石能源又不影响人类生存环境的能源是各国多年来的努力目标。
在新能源中,水能、太阳能、风能、地热能等虽然具备一定的条件,但这些能源不是储量太少就是属于间竭能源,只有核电具备潜力巨大、能大规模、全天候为人类长期提供所需能源的能力。
中国能源结构仍以煤炭为主体,清洁优质能源的比重偏低。
中国目前建成和在建的核电站总装机容量为870万千瓦,预计到2010年中国核电装机容量约为2000万千瓦,2020年约为4000万千瓦。
到2050年,根据不同部门的估算,中国核电装机容量可以分为高中低三种方案:高方案为3.6亿千瓦(约占中国电力总装机容量的30%),中方案为2.4亿千瓦(约占中国电力总装机容量的20%),低方案为1.2亿千瓦(约占中国电力总装机容量的10%)。
中国国家发展改革委员会正在制定中国核电发展民用工业规划,准备到2020年中国电力总装机容量预计为9亿千瓦时,核电的比重将占电力总容量的4%,即是中国核电在2020年时将为3600-4000MW。