不可再生能源与可再生能源

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能源行业中存在的可再生能源发展难题与解决方案

能源行业中存在的可再生能源发展难题与解决方案

能源行业中存在的可再生能源发展难题与解决方案可再生能源是指在自然界中不断恢复的能源,如太阳能、风能、水能和生物质能等。

随着全球对可再生能源的需求增大以及环境保护意识的提高,可再生能源成为全球能源行业发展的热点。

然而,在可再生能源的发展过程中,仍存在一些难题需要解决。

本文将从技术、经济和政策等方面讨论可再生能源发展面临的难题,并提出相应的解决方案。

一、技术问题1.1 可再生能源产量不稳定由于天气等因素的影响,太阳能和风能等可再生能源的产量是不稳定的。

在太阳不充足或者无风时,太阳光电池板和风力涡轮机无法正常工作,导致电力供应不足。

因此,如何提高可再生能源产量并保证稳定供应是一个重要问题。

解决方案:一种解决方法是将多个发电设备连接起来形成微型电网或网络化系统。

在这种系统中,当一个发电设备无法正常运行时,其他设备可以弥补其供给缺口。

此外,利用储能技术,如蓄电池和储热设备,可以将多余的可再生能源存储起来,在需要时释放出来,从而平衡供需差异。

1.2 储能技术有待提升由于可再生能源的波动性,储能是实现可再生能源大规模利用的关键。

目前主要采用的储能技术包括蓄电池、压缩空气储能和热储能等。

然而,这些技术仍存在一些问题,如低效率、高成本和环境影响等。

解决方案:在提升现有储能技术性能的同时,需要加大对新型储能技术的研发投入。

例如,超级电容器和钠离子电池具有高功率密度和长寿命特点,可以作为替代传统蓄电池的选择;利用深水贮水库和重力式贮热系统可以实现长期储存风力和太阳能。

二、经济问题2.1 高成本与化石燃料发电相比,可再生能源发展所需投资较大。

太阳光电池板、风力涡轮机等设备制造工艺复杂且昂贵,而且其发电成本高于传统能源。

这使得可再生能源的普及和应用受到一定制约。

解决方案:通过技术创新和规模化生产,降低可再生能源设备的制造成本。

改善设备效率、开展研发合作、优化供应链等措施可以缩减制造成本,提高可再生能源市场竞争力。

此外,政府还可以采取补贴政策和税收优惠等措施,鼓励企业投资可再生能源项目。

可再生能源的重要性和发展前景

可再生能源的重要性和发展前景

可再生能源的重要性和发展前景随着全球能源需求的不断增加和对环境影响的关注,可再生能源作为一种清洁、可持续的能源形式,正逐渐成为解决能源和环境问题的重要途径。

本文将探讨可再生能源的重要性,并分析其发展前景。

一、可再生能源的重要性1. 环境友好:与传统的化石能源相比,可再生能源的利用过程中几乎不会产生二氧化碳等温室气体和污染物的排放,对于缓解全球气候变化和改善空气质量具有重要意义。

2. 能源可持续性:可再生能源主要来源于自然界的可再生资源,如太阳能、风能、水能等。

相比之下,化石能源是有限的资源,而且采集和利用过程中会对环境造成破坏。

可再生能源的利用可以实现能源的可持续发展,确保子孙后代能够继续使用能源资源。

3. 经济发展:可再生能源产业的发展对于促进经济增长和创造就业机会具有重要作用。

从能源生产到设备制造、运输和安装等各个环节,可再生能源产业链的拓展可以带动相关产业的发展,为经济注入新动力。

二、可再生能源的发展前景1. 政策支持:各国政府积极出台相关政策和法规,支持和促进可再生能源的发展。

这些政策措施主要包括优惠的电价政策、减税政策、补贴和贷款支持等,为可再生能源产业提供了良好的发展环境。

2. 技术进步:随着科技的不断创新和进步,可再生能源的技术成本不断降低,能效不断提高。

特别是在太阳能发电和风能发电领域,光伏技术和风机技术的发展突飞猛进,使得可再生能源的利用效益不断提升,增强了可再生能源的发展前景。

3. 全球市场需求:全球对于清洁能源的需求不断增长。

随着能源结构转型和可再生能源技术的不断成熟,越来越多的国家和地区开始重视和发展可再生能源。

不仅发达国家,也包括发展中国家在内,都将可再生能源作为实现可持续发展的关键方向。

这为可再生能源产业的扩大提供了广阔的市场潜力。

4. 投资和合作机会:随着可再生能源产业的崛起,吸引了越来越多的投资和合作机会。

投资者和企业愿意为了可再生能源的发展提供资金和技术支持,以开拓这一新兴市场。

可再生能源技术

可再生能源技术

可再生能源技术引言随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高,可再生能源技术的发展成为了全球关注的焦点。

可再生能源技术主要包括太阳能、风能、水能、生物质能等,它们具有清洁、低碳、可再生等特点,是未来能源发展的重要方向。

本文将详细介绍这些可再生能源技术的原理、应用及发展趋势。

太阳能技术原理与应用太阳能技术主要利用太阳光的光热效应和光电效应,通过太阳能电池板将太阳能转化为电能。

目前,太阳能电池板主要分为单晶硅、多晶硅、非晶硅等类型。

太阳能技术广泛应用于光伏发电、太阳能热水器、太阳能照明等领域。

发展趋势随着科技的进步,太阳能电池板的转换效率不断提高,成本逐渐降低。

未来,太阳能技术将在建筑一体化、分布式能源系统等方面得到更广泛的应用。

此外,太阳能技术与其他可再生能源技术的融合,如风光互补、太阳能与生物质能结合等,也将为可再生能源的发展带来更多可能性。

风能技术原理与应用风能技术主要利用风力驱动风力发电机组,将风能转化为电能。

风力发电机组包括水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种类型。

风能技术广泛应用于风电场、海上风电等领域。

发展趋势随着风力发电机组技术的不断进步,单机容量逐渐增大,风电场的建设成本逐渐降低。

未来,风能技术将在海上风电、分布式能源系统等方面得到更广泛的应用。

此外,风能技术与其他可再生能源技术的融合,如风光互补、风能与水能结合等,也将为可再生能源的发展带来更多可能性。

水能技术原理与应用水能技术主要利用水流的动能或势能,通过水轮机将水能转化为电能。

水能技术主要包括水电、潮汐能、波浪能等类型。

水能技术广泛应用于水电站、潮汐电站、波浪能发电等领域。

发展趋势随着水资源的合理开发和利用,水能技术将在节能减排、生态保护等方面发挥更大作用。

未来,水能技术将在小型水电站、农村水电、城市景观水电等方面得到更广泛的应用。

此外,水能技术与其他可再生能源技术的融合,如水能与太阳能结合、水能与风能结合等,也将为可再生能源的发展带来更多可能性。

能源行业中可再生能源利用不足的问题与解决方案

能源行业中可再生能源利用不足的问题与解决方案

能源行业中可再生能源利用不足的问题与解决方案一、问题描述在面对日益严重的气候变化和能源供应需求增加的情况下,可再生能源被广泛认为是未来能源的主要替代品。

然而,尽管可再生能源在全球范围内得到了推广和发展,但仍存在着利用不足的问题。

本文将分析其中存在的问题,并提出相应的解决方案。

二、可再生能源利用不足的问题1. 技术限制目前,在太阳能、风能、水力等可再生能源领域,仍存在着技术上的限制。

比如,太阳能光伏板产量受天气条件影响;风力发电依赖于风速和风向变化;水力发电需要建设大型水坝等。

这些技术限制导致了可再生能源产量的波动性较大,无法满足持续稳定的供应。

2. 经济成本高昂与传统燃煤发电相比,可再生能源项目所需投资较大。

光伏电站和风力发电场建设需要巨额资金,并且运营成本也相对较高。

这使得很多地区在经济上难以支撑大规模的可再生能源项目,进一步限制了其利用。

3. 储能问题可再生能源的供应具有间歇性和不稳定性,无法满足24小时全天候供电需求。

当前的储能技术尚不成熟,目前广泛使用的电池储能系统容量相对较小、寿命有限。

因此,储存可再生能源,以便在需求高峰时段进行释放仍然是一个困扰行业的问题。

三、解决方案1. 科技创新通过加大科技创新力度,可以克服目前存在的技术限制。

比如,开发更高效的太阳能光伏板材料,改进风力涡轮机设计等。

此外,还可以开发新型的可再生能源技术,如潮汐能、地热能等,并将其纳入现有能源系统中进行综合利用。

2. 政府支持政策各国政府应出台相关政策和措施来支持可再生能源发展。

例如,在购买电力时给予可再生能源优先权或提供补贴;建立容易获得融资支持的机制等。

这些政策可以降低投资成本,增加可再生能源的竞争力。

3. 储能技术研发在储存可再生能源方面,需要加大对储能技术的研发和应用。

例如,开发更高容量、长寿命的电池储能系统;探索新型储能技术,如压缩空气储能、水蓄能等。

目前一些国家已经开始在这方面进行实验和试点。

4. 国际合作通过国际合作,可以共享资源、技术和经验,在可再生能源领域取得更大突破。

可再生能源的重要性与发展前景

可再生能源的重要性与发展前景

可再生能源的重要性与发展前景目前,全球温室气体排放不断增加,气候变暖问题愈加严峻。

为了应对气候变化,加强环境保护意识,可再生能源越来越受到关注。

本文将探讨可再生能源的重要性以及其发展前景。

一、可再生能源的重要性1.环境保护可再生能源的最大优势在于它相对环境友好。

与传统能源相比,可再生能源产生的温室气体排放较少,不会对大气、土壤和水体等造成污染。

使用可再生能源可以有效减少温室气体的排放,保护环境。

2.非永续性能源的替代传统能源主要来自化石燃料,如煤和石油,这些资源是有限的,使用一次便永远消耗殆尽。

可再生能源是取之不尽的能源,如太阳能、风能和水能等,在自然界不断循环再生,可以用于替代有限的传统能源。

3.经济发展推动可再生能源的发展也将促进经济的发展。

可再生能源产业链长,涵盖了从能源生产、输变电设备制造到应用等多个环节,创造了大量的就业机会。

此外,可再生能源市场前景广阔,拥有巨大的商机。

二、可再生能源的发展前景1.技术进步与成本降低随着技术的不断发展,可再生能源的成本不断降低。

特别是太阳能和风能技术的进步,使得这些技术的成本越来越能够与传统能源竞争。

这将进一步推动可再生能源的普及和使用。

2.政策支持和法律法规的完善各国纷纷推出政策和法律法规,以鼓励可再生能源的发展。

例如,中国在推进绿色能源方面制定了一系列支持政策,如补贴政策、税收优惠和市场准入等。

这些政策将为可再生能源的发展提供重要支持。

3.能源转型与碳中和目标各国纷纷宣布实现碳中和目标,并加快能源转型。

可再生能源将成为实现碳中和目标的关键手段之一。

各国将加大对可再生能源的投资力度,推动其发展。

步骤:1.了解可再生能源的定义和分类。

2.描述可再生能源的重要性,重点突出环境保护、非永续性能源的替代和经济发展推动等方面。

3.分析可再生能源的发展前景,重点关注技术进步与成本降低、政策支持和法律法规的完善,以及能源转型与碳中和目标等因素。

4.总结文章,并强调可再生能源的前景广阔,有望在未来成为主流能源的替代品。

可再生能源的环境优势与发展前景

可再生能源的环境优势与发展前景

可再生能源的环境优势与发展前景可再生能源指的是能够通过自然循环不断更新和再生的能源,例如太阳能、风能、水能等。

与传统能源相比,可再生能源具有许多环境优势,并且在全球范围内有着广阔的发展前景。

以下是有关可再生能源的环境优势和发展前景的详细介绍:一、环境优势1. 减少温室气体排放:可再生能源的利用过程中几乎不产生温室气体排放,而这些排放是导致气候变化的主要原因之一。

因此,可再生能源的广泛应用可以帮助减少温室气体的排放,减缓全球气候变化的速度。

2. 降低空气污染:与化石燃料相比,可再生能源的利用不会产生大量的空气污染物,如二氧化硫、氮氧化物等。

因此,使用可再生能源可以改善空气质量,减少空气污染对人类健康的危害。

3. 保护水资源:可再生能源的一大优势是其对水资源的利用相对较少。

传统能源如煤炭、天然气的开采与加工过程对水资源的需求量很大,而可再生能源的利用则大多与水资源无关,减轻了对水资源的压力,有助于保护水资源的可持续利用。

二、发展前景1. 不断成熟的技术:随着科学技术的进步,可再生能源的相关技术不断成熟和完善。

太阳能光伏发电、风力发电等技术已经经历了多年的发展和实践,效率和稳定性不断提升,成为可靠的能源选择。

2. 政策支持和投资机会:许多国家和地区都将可再生能源作为战略性发展产业予以支持和鼓励。

政府在政策和法规层面提供了一系列的优惠政策,包括补贴、税收减免等,为可再生能源的发展提供了良好的环境。

此外,可再生能源也吸引了大量的投资,为行业的发展提供了资金保障。

3. 国际合作与示范效应:在全球气候变化的大背景下,各国都意识到可再生能源的重要性,积极开展国际合作,共享技术和经验。

此外,一些国家采取示范效应,通过成功的案例向其他国家展示了可再生能源的发展潜力,进一步推动了全球可再生能源的发展。

4. 多元化的应用领域:可再生能源的应用领域日益扩大,不仅包括传统领域如电力、供暖等,还涉及到交通、建筑等领域。

例如,电动汽车的普及和风力发电的结合可以实现可再生能源在交通领域的广泛应用,减少对化石燃料的依赖。

《能源与可持续发展》优教教案

《能源与可持续发展》优教教案一、教学目标1. 让学生了解能源的种类、特点和利用方式,知道可再生能源和不可再生能源的概念及其对环境的影响。

2. 使学生理解可持续发展的含义、原则和目标,认识到可持续发展的重要性。

3. 培养学生运用科学知识分析和解决实际问题的能力,提高学生的环保意识和责任感。

二、教学内容1. 能源的种类、特点和利用方式2. 可再生能源与不可再生能源的概念及其对环境的影响3. 可持续发展的含义、原则和目标4. 可持续发展的重要性5. 如何在日常生活中实践可持续发展三、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究能源与可持续发展的问题。

2. 运用案例分析法,让学生通过分析实际案例,深入理解能源利用和可持续发展的重要性。

3. 采用小组讨论法,培养学生的团队合作精神和沟通能力。

4. 利用多媒体教学,增强学生的直观感受和兴趣。

四、教学准备1. 准备相关能源和可持续发展的案例材料。

2. 制作多媒体课件,包括图片、视频等。

3. 准备小组讨论的问题和任务。

五、教学过程1. 导入:通过展示能源危机和环境问题的图片或视频,引发学生对能源和可持续发展的关注。

2. 讲解能源的种类、特点和利用方式,介绍可再生能源和不可再生能源的概念及其对环境的影响。

3. 讲解可持续发展的含义、原则和目标,让学生认识到可持续发展的重要性。

4. 分析相关案例,让学生了解如何在日常生活中实践可持续发展。

5. 小组讨论:学生分组讨论如何在自己的生活中实践可持续发展,分享讨论成果。

6. 总结:对本次课程的内容进行总结,强调可持续发展的重要性,鼓励学生在日常生活中积极实践。

六、教学评估1. 课堂参与度评估:观察学生在课堂上的参与程度,包括提问、回答问题、小组讨论等,以了解学生对能源与可持续发展知识的理解和兴趣。

2. 小组讨论评估:评估学生在小组讨论中的表现,包括团队合作、沟通能力和解决问题的能力。

3. 作业评估:对学生的作业进行评估,了解学生对课堂内容的掌握程度以及在生活中实践可持续发展的思考。

可再生能源英语

可再生能源英语随着人类对能源需求的不断增长,传统化石能源已经无法满足人类的需求,同时也带来了环境污染和气候变化等问题。

为了解决这些问题,人们开始转向可再生能源,这是一种能够不断更新和永久存在的能源,例如太阳能、风能、水能、生物能等。

可再生能源英语是指与可再生能源相关的英语词汇和表达方式,下面我们将详细介绍一些与可再生能源相关的英语词汇和表达方式。

一、太阳能太阳能是一种可再生能源,是指利用太阳辐射能转换成电能或热能的能源。

下面是一些与太阳能相关的英语词汇和表达方式。

1. Solar energy 太阳能2. Solar panel 太阳能板3. Photovoltaic cell 光伏电池4. Solar power 太阳能电力5. Solar heating 太阳能供暖6. Solar water heater 太阳能热水器7. Solar radiation 太阳辐射8. Solar panel installation 太阳能板安装9. Solar energy system 太阳能系统10. Solar energy conversion 太阳能转换二、风能风能是一种可再生能源,是指利用风力转换成机械能或电能的能源。

下面是一些与风能相关的英语词汇和表达方式。

1. Wind energy 风能2. Wind turbine 风力涡轮机3. Wind farm 风电场4. Wind power 风力发电5. Wind speed 风速6. Wind direction 风向7. Wind energy conversion 风能转换8. Wind energy system 风能系统9. Wind energy generation 风能发电10. Wind energy installation 风能设备安装三、水能水能是一种可再生能源,是指利用水流或水位高差转换成机械能或电能的能源。

下面是一些与水能相关的英语词汇和表达方式。

可再生能源投资的概念和意义

可再生能源投资的概念和意义可再生能源投资是指投资于电力生产、燃料和行业的源头,以减少对传统不可再生资源的依赖,促进经济的可持续性和环境的保护。

可再生能源投资一般指的是利用太阳能、风能、水能、生物质等可更新的自然能源来生成电能或生产燃料等,以取代使用化石燃料的传统能源,实现低碳经济的转型和减少温室气体排放的目的。

可再生能源投资的意义有以下几点:1.减少对传统不可再生资源的依赖:随着全球化发展的加速和人口的不断增长,我们对能源的需求也越来越大。

而传统的石油、煤炭等化石燃料不断被开采和消耗,导致世界上原油和煤炭的储量在不断减少。

如果不加限制地使用这些资源,其枯竭的时间将会呈指数级的缩短,从而对世界各国的经济和发展带来不可预估的风险。

因此,可再生能源的投资尤为重要,以降低我们对传统能源的依赖度。

2.促进可持续经济发展:可再生能源与传统石油、煤炭等化石燃料相比不仅能更好地满足人们的能源需求,同时也具有更好的环境表现。

可再生能源的投资为经济发展带来了新的机遇,可以为经济发展注入新的动力,同时又减少了对环境的破坏,从而实现更可持续的经济增长。

3.减轻全球气候变化的影响:全球温室气体排放是造成气候变化的重要原因,加强可再生能源的投资将有助于减少能源消耗对环境的负面影响,减轻全球气候变化的影响。

4.降低能源成本:尽管可再生能源常被人们认为是高昂的投资,但与传统的煤炭和石油相比,可再生能源的成本正在逐渐的下降。

同时由于可再生能源可以利用自然资源,大大的降低了其成本。

在未来,随着技术的不断更新改进,可再生能源成本还会继续下降。

因此,可再生能源投资的意义是非常大的。

不仅有助于降低对传统不可再生资源的依赖,而且可以为经济的可持续发展和全球气候变化带来利益。

此外,随着对可再生能源的投资逐渐提高,可再生能源的成本也将进一步下降,使得可再生能源将更加具有竞争力,同时也为环境保护和经济增长带来更好的机遇。

可再生能源有哪些类型?常见的可再生能源类型包括:太阳能、风能、水能、生物质能等。

可再生能源在不同领域的应用有哪些

可再生能源在不同领域的应用有哪些在当今世界,能源问题是全球关注的焦点之一。

随着传统能源的日益枯竭和环境问题的不断加剧,可再生能源的开发和利用变得越来越重要。

可再生能源,顾名思义,是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源,如太阳能、风能、水能、生物能等。

这些能源具有清洁、环保、可持续等优点,在各个领域都有着广泛的应用。

首先,让我们来看看太阳能在不同领域的应用。

太阳能是最常见也是最广泛利用的可再生能源之一。

在电力领域,太阳能光伏发电已经成为一种重要的能源供应方式。

通过安装太阳能电池板,将阳光转化为电能,为家庭、企业和公共设施提供电力。

许多居民屋顶上都安装了太阳能电池板,不仅可以满足自身用电需求,多余的电能还可以并入电网出售。

在交通领域,太阳能也发挥着重要作用。

太阳能汽车作为一种新型的交通工具,虽然目前还未大规模普及,但在一些特定场景和示范项目中已经有所应用。

此外,太阳能路灯在城市道路和乡村道路上的应用越来越广泛,大大节省了电能消耗。

风能也是一种重要的可再生能源。

在发电领域,风力发电场在许多地区都已经建立起来。

大型的风力发电机矗立在广阔的原野和海岸线上,利用风力驱动叶片旋转,进而带动发电机发电。

风能发电具有成本相对较低、无污染等优点。

在农业领域,小型风力发电机可以为偏远地区的农田灌溉、农产品加工等提供电力支持。

水能作为一种传统的可再生能源,在发电方面有着悠久的历史和成熟的技术。

大型水电站如三峡水电站,为国家的电力供应做出了巨大贡献。

同时,小型水电站在一些山区和河流资源丰富的地区也发挥着重要作用,为当地提供了稳定的电力来源。

除了发电,水能还可以用于灌溉、防洪和航运等领域。

在一些山区,利用水的势能进行微型水力发电,为当地居民解决了用电难题。

生物能的应用也十分广泛。

生物质发电是将生物质材料(如农作物秸秆、林业废弃物等)燃烧产生热能,进而转化为电能。

此外,生物燃料如生物柴油和生物乙醇在交通领域的应用逐渐增加。

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不可再生能源与可再生能源 作者:dhepb 文章来源:国家环保总局网站 点击数: 59 更新时间:2007-7-13 10:24:44 不可再生能源 泛指人类开发利用后,在现阶段不可能再生的能源资源,叫“不可再生能源”。如煤和石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中,经过漫长的地质年代而形成的(故也称为“化石燃料”),一旦被燃烧耗用后,不可能在数百年乃至数万年内再生,因而属于“不可再生能源”。

可再生能源 泛指从自然界获取的,可以再生的非化石能源,目前主要是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等自然能源。我国可再生能源资源非常丰富,开发利用的潜力很大。大力发展可再生能源的开发利用,可以有效地延缓不可再生能源(如煤、石油、天然气等化石燃料)的消耗速度和匮乏趋势,是能源利用的方向。

核裂变 核裂变(Nuclear fission)是一个原子核分裂成几个原子核的变化。只有一些质量非常大的原子核像铀、钍等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核,同时放出二个到三个中子和很大的能量,又能使别的原子核接着发生核裂变……,使过程持续进行下去,这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时,释放出巨大的能量称为原子核能,俗称原子能。1克铀235完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量。

核聚变 核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸;如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能量来源。

相比核裂变,核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题,而且其原料可直接取自海水中的氘,来源几乎取之不尽,是理想的能源方式。

目前人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变,但是现在看来还有很长的路要走。

目前主要的几种可控核聚变方式: 超声波核聚变 激光约束(惯性约束)核聚变 磁约束核聚变(托卡马克) 核聚变 比原子弹威力更大的核武器—氢弹,就是利用核聚变来发挥作用的。核聚变的 过程与核裂变相反,是几个原子核聚合成一个原子核的过程。只有较轻的原子核才 能发生核聚变,比如氢的同位素氘(dao)、氚(chuan)等。核聚变也会放出巨大的能 量,而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程,它的光 和热就是由核聚变产生的。 核聚变能释放出巨大的能量,但目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现非受控 的人工核聚变。而要利用人工核聚变产生的巨大能量为人类服务,就必须使核聚变 在人们的控制下进行,这就是受控核聚变。 实现受控核聚变具有极其诱人的前景。不仅因为核聚变能放出巨大的能量,而 且由于核聚变所需的原料——氢的同位素氘可以从海水中提取。经过计算,1升海水 中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于100升汽油燃烧释放的能量。全世界的海 水几乎是“取之不尽”的,因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困 扰。 但是人们现在还不能进行受控核聚变,这主要是因为进行核聚变需要的条件非 常苛刻。发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行,因此又叫热核反应。可以想象, 没有什么材料能经受得起1亿度的高温。此外还有许多难以想象的困难需要去克服。 尽管存在着许多困难,人们经过不断研究已取得了可喜的进展。科学家们设计 了许多巧妙的方法,如用强大的磁场来约束反应,用强大的激光来加热原子等。可 以预计,人们最终将掌握控制核聚变的方法,让核聚变为人类服务。 利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。裂变时靠原子核分裂而释出能量。聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的较重的原子核而释出能量。最常见的是由氢的同位素氘(读"刀",又叫重氢)和氚(读"川",又叫超重氢)聚合成较重的原子核如氦而释出能量。 核聚变较之核裂变有两个重大优点。一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。据测算,每升海水中含有0.03克氘,所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。1升海水中所含的氘,经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍,可以说是取之不竭的能源。至于氚,虽然自然界中不存在,但靠中子同锂作用可以产生,而海水中也含有大量锂。

第二个优点是既干净又安全。因为它不会产生污染环境的放射性物质,所以是干净的。同时受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续地稳定进行,所以是安全的。

目前实现核聚变已有不少方法。最早的著名方法是"托卡马克"型磁场约束法。它是利用通过强大电流所产生的强大磁场,把等离子体约束在很小范围内以实现上述三个条件。虽然在实验室条件下已接近于成功,但要达到工业应用还差得远。按照目前技术水平,要建立托卡马克型核聚变装置,需要几千亿美元。

另一种实现核聚变的方法是惯性约束法。惯性约束核聚变是把几毫克的氘和氚的混合气体或固体,装入直径约几毫米的小球内。从外面均匀射入激光束或粒子束,球面因吸收能量而向外蒸发,受它的反作用,球面内层向内挤压(反作用力是一种惯性力,靠它使气体约束,所以称为惯性约束),就像喷气飞机气体往后喷而推动飞机前飞一样,小球内气体受挤压而压力升高,并伴随着温度的急剧升高。当温度达到所需要的点火温度(大概需要几十亿度)时,小球内气体便发生爆炸,并产生大量热能。这种爆炸过程时间很短,只有几个皮秒(1皮等于1万亿分之一)。如每秒钟发生三四次这样的爆炸并且连续不断地进行下去,所释放出的能量就相当于百万千瓦级的发电站。

原理上虽然就这么简单,但是现有的激光束或粒子束所能达到的功率,离需要的还差几十倍、甚至几百倍,加上其他种种技术上的问题,使惯性约束核聚变仍是可望而不可及的。

尽管实现受控热核聚变仍有漫长艰难的路程需要我们征服,但其美好前景的巨大诱惑力,正吸引着各国科学家在奋力攀登。

补充内容: 每克氘聚变时所释放的能量为5.8×108kJ,大于每克U-235裂变时所释放的能量(8.2×107KJ)。从能源的角度考虑,核聚变有几个方面比核裂变优越:其一,聚变产物是稳定的氦核,没有放射性污染产生,没有难于处理的废料;其二,聚变原料氘的资源比较丰富,在海水中氘和氢之比为1.5×10-4∶1,地球上海水总量约为1018吨,其中蕴藏着大量的氘,提炼氘比提炼铀容易得多。遗憾的是这个聚变反应需要非常高的温度,以克服两个带正电的氘核之间的巨大排斥力(从理论计算,要克服这种库仑斥力需要109℃的高温)。氢弹的制造原理,就是利用一个小的原子弹作为引爆装置,产生瞬间高温引发上述聚变反应发生强烈爆炸。氢元素的几种同位素之间能发生多种聚变反应,这种变化过程存在于宇宙之间,太阳辐射出来的巨大能量就来源于这类核聚变。但我们目前尚没有办法在地球上利用这类核聚变发电,怎样能取得这样高的温度?用什么材料制造反应器?怎样控制聚变过程等各种问题尚无答案。

衰变 不稳定(即具有放射性)的原子核在放射出粒子及能量后可变得较为稳定,这个过程称为衰变(Radioactive decay)。这些粒子或能量 (后者以电磁波方式射出) 统称辐射(radiation)。由不稳定原子核发射出来的辐射可以是α粒子、β粒子、γ射线或中子。

放射性核素在衰变过程中,该核素的原子核数目会逐渐减少。衰变至只剩下原来质量一半所需的时间称为该核素的半衰期(half-life)。每种放射性核素都有其特定的半衰期,由几微秒到几百万年不等. 能问题之我见 2006-11-12 17:15

如今,既是科技飞速发展的时代,又是能源短缺的时代。科学家发现了一种

新能源——核能,核能是指使原子核分裂或聚合时所释放出的惊人的能量。但是,核能和其他的能源一样,具有自己的优点和缺点。 核能可以用来发电,用核能来发电具有极大的发展空间,核能发电有以下几个优点: 核电是解决资源分布不均、能源短缺的重要途径。核电厂只需少量的原料,即可产生大量的热能,一个100万千瓦的火电厂,每年需要330万吨煤,而一个100万千瓦的核电厂每年只需补充约30吨核燃料,核电厂的发电成本远远低于烧煤电厂的发电成本,单位成本比较低,法国的核电把各种费用都算在一起,每度电不过3美分,约合人民币0.25元。从国家电力工业持续发展能源可能提供的条件出发,利用核能发电是解决我国资源分布不均、能源短缺、节省资金的重要途径。 核电不会产生酸雨和温室效应。烧煤发电所产生的酸雨和温室效应威胁着人类和其他生物的生存,核电厂因为不需要空气中的氧来帮助燃烧,不放出二氧化碳、二氧化硫和氮的氧化物,不会造成温室效应和酸雨,所以,为了减轻环境压力,保护我们的生存条件,保持我国经济的可持续发展,寻求对环境不会造成污染的核电代替煤炭和水电发电是非常重要的。 核电厂设计采取了纵深防御措施。提起核电厂,许多人都会想到苏联切尔诺贝利核电站泄漏事故,中国核工业总公司有关人士肯定地表示:自从切尔诺贝利事故发生以后,世界各国核电厂都从中总结了经验,加强了安全设计,核电是安全的。为了防止核电厂的放射性物质外逸,核电厂为反应堆设计了三层保护措施,第一层是密封的燃料包壳,第二层是在燃料包壳外设置的坚固的压力容器和密闭的回路系统,第三层是最外层的能承受内部压力的安全壳,这三道屏障将放射性物质安全地封闭在反应堆内。同时,为了防止出现可能危及设备和人身安全的意外情况,核电厂还对设备采取了多重保护,当正常停堆遇到了意外事故,停堆控制棒会自动落入反应堆内,实行自动紧急停堆;如果因为意外,控制棒未能落入反应堆内,核电厂会自动将高浓度的硼酸水喷入反应堆内,实行自动停堆。另外,核电厂为了防止管道破裂等百万中的“一失”,设计了专设安全设施,核电厂的设计是绝对安全的。 发展核电是世界趋势。核电在工业发达国家已经有几十年的发展历史,现在核电在世界上已经成为一种成熟的能源。目前,世界上共有500多座发电用的核反应堆在运行,有近30个国家和地区的核电厂在发电,核发电占世界总发电量的17%。其中有12个国家和地区核发电量超过自身总发电量的1/4,有的国家已经超过70%。预计,今后30年核发电量将占世界总发电量的30%以上。在世界范围内煤、石油等能源日益紧缺,环境污染日趋严重的现状下,不少国家正准备考虑发展核电。核电带给我们的不仅仅是电。 但是,核能发电虽然不会造成环境污染,但会造成周围的海域生态污染;核废料的辐射能对人体有害,存放不易需埋放百年以上;核电造造厂之费用颇高,热效率却只有33%。况且如果核能使用不当,就会造成很大的危害。 人类一旦发动核战争,那将是一场灾难。在城市和工业地区,合成材料大规模的燃烧将释放(除烟之外)一种致命的有毒混合气体(称为热毒),其中有一氧化碳、氧化氮、臭氧、氰化物、三氧化物和呋喃,这类气体将覆盖北半球大部

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