正文 第18章 能源世界縱覽(4)(1 / 3)

海洋中的核能資源比陸地上要豐富得多。拿核聚變的重要燃料鈾來說,雖然每1000噸海水中才有三克鈾,然而海洋裏鈾的總儲量卻大得驚人,總共達四十多億噸,比陸地上已知的鈾儲量多數千倍。此外,海洋中還有更為豐富的核聚變所用的燃料——重水。如果將這些能源開發出來,那麼即使全世界的能量消耗比現在增加100倍,也可保證供應人類使用10億年左右。

從目前情況來看,世界各國的核能發電技術已相當成熟,大量投入使用的單機容量達百萬千瓦級的發電機組,使核電站得到了迅速的發展。

近十多年來,人們已經成功地研製出能充分利用鈾燃料的核反應堆,這就是被稱為“明天核電站鍋爐”的快中子增殖核反應堆。這種核反應堆能使核燃料增殖,也就是說,核燃料在這種“鍋爐”裏越燒越多。如果能大量使用快中子增殖核反應堆,不僅能使鈾資源的有效利用率增大數十倍,而且也將使鈾資源本身擴大幾百倍。因此,包括我國在內的世界各國,今後將著重發展這種先進的核反應堆以便充分地利用核燃料、提高核電站的經濟性。1991年,歐洲聯合核聚變實驗室首次成功地實現了受控核聚變反應,使人類在核聚變研究方麵取得了重大突破,為今後利用儲量極為豐富的重水建造核聚變電站打下了初步的基礎。

另外,近年來在激光核聚變、核電池、太空核電站和海底核電站等研究試驗方麵也都取得了一定的成果,促進了核能發電技術的進一步提高。

核能對於我國在21世紀的經濟發展有著重要的意義。根據中央提出的社會主義現代化經濟建設分三步走的戰略目標,到本世紀中期,預計我國能源年需求總量為40~50億噸標準煤。要滿足如此大的能源消耗量,除了大力開發包括三峽水電在內的水力資源外,大部分的電力要依靠煤電和核電。一座大型核電站的發電量幾乎相當於葛洲壩水電站,因此,發展核電不僅可減少儲量已不多的煤炭的消耗,而且可減少環境汙染,緩和運煤帶來的交通運輸緊張狀況。

核能與核反應堆核能也叫做原子能或原子核能,它是由人眼看不見的小小的原子核內釋放出來的巨大能量。一克鈾原子核裂變時所放出的能量,相當於燃燒2.5噸煤所得到的熱能。這種核能,是核燃料通過核反應堆所產生的。

我們都知道,世界上的物質都是由原子構成的,原子由原子核和圍繞核旋轉的電子組成,原子本身已經很小,而原於核的直徑僅僅是原子直徑的十萬分之一。可是,這麼微小的原子核卻集中了幾乎整個原子的質量。原子核是由帶正電的質子和不帶電的中子構成的,質子和中子統稱為核子。由於質子帶一個單位的正電荷,中子不帶電,而質子和中子的質量又幾乎相等,都等於一個質量單位,所以原子核的電荷數等於它的質於數,原子核的質量數則等於質子數和中子數之和。具有相同質子數的原子,它們原子核外的電子數也相等,因而它們有著相同的化學性質,屬於同一種元素,但對於中子數不一樣的原子,稱為同位素。

從上麵可以知道,原子核的半徑是非常小的,在這樣小的原子核內,卻擁擠著許多帶正電的質子,它們之間必然要產生很大的相互排斥的靜電力。

但是,通常的原子核卻是很穩定的,原子核內的質子和中子能“和平共處”、“共聚一堂”。這是因為除了質子之間相互排斥的靜電力外,核內各粒子之間還存在著強大的吸引力,這種吸引力,通常叫做核力。

人們通過實驗發現,在原子核內的質子和質子之間、中子和中子之間、質子和中子之間都存在著很強的核力。然而,核力隻在很短的距離(大約2×10-15米)內起作用,超過了這個距離,核力就迅速降低到零。由於質子和中子的半徑大約都為0.8×10-15米,所以質子或中子隻跟與它相鄰的質子或中子起作用。