第一節 創造一個新太陽(1 / 2)

激光技術的崛起和發展,像近代史上的蒸氣機、電機、原子能和電子計算機的產生和應用那樣,終將把人類社會的生產力推進到一個新的更高的水平,所蘊藏的潛力是巨大而不可估量的,它正等待著人們去挖掘,去開拓……

做飯、取暖要燒煤,汽車、飛機要用油,照明、家電和機器都需要電……煤、石油、天然氣等礦物燃料及各種發電手段(熱電、水電、核電)是人類生存和社會進步不可缺少的能源。

能源是發展農業、工業、國防、科學技術和提高人民生活水平的重要物質基礎。人們從18世紀就開始進行能源科學技術研究活動。而且取得了3次重大突破:蒸氣機動力的發明和普遍應用引起了產業革命;電力的發明和應用使人類生產進入電氣化時代;原子能的發明和應用標誌著社會生產開始進入“原子能時代”。能源科學技術的每一次重大突破,都引起人類社會生產技術的一次重大革命,把社會生產推進到一個嶄新的更高的水平。

現代生產和社會的發展,對能源的需要越來越大。為了解決能源問題,一是要開源,二是要節流。開源,就是在開發利用煤、石油、天然氣及水電等傳統能源的同時,重視開發利用風力、潮汐、太陽能、地熱能和原子能等新能源。節流,是指節省傳統能源的使用,提高使用效率。

原子能是最富魅力的新能源。鈾原子裂變現象的發現,揭開了原子能利用的新時代。自1957年英國建成第一個工業原子能反應堆以後,40多年來,世界上原子能發電技術發展很快,已經建成運營的各種類型原子能電站有數百座。

1991年12月15日淩晨,我國大陸第一座核電站——秦山核電站並網發電。這是我國自行設計、自行建造的30萬千瓦的核電站。這座核電站位於浙江省海鹽縣秦山北麓,每年可向上海、浙江、江蘇、安徽一帶的華東電網輸送電15億度,在一定程度上緩解我國這一經濟最發達地區的用電緊張狀況。秦山30萬千瓦核電站電機組采用了技術成熟的壓水型反應堆,目前世界上隻有少數幾個國家能夠自行設計、建造這種類型的核電站。這座核電站建成、並網發電成功,是我國和平利用原子能的一項重大成就。

秦山核電站是我國自主設計建設的第一座核電站,這座核電站建成投產,結束了中國大陸無核電的曆史;1994年,大亞灣中外合作建設的核電站建成投產;1996年開始,中國又自主設計建設了秦山二期核電站;與國外合作建設了嶺澳核電站、秦山三期核電站和田灣核電站。2003年,中國大陸核電的累計發電量438億千瓦時,占全國發電總量的2.29%。截至2004年7月,共有9台核電機組投入運行,總裝機容量701萬千瓦;建設中的江蘇田灣核電站2005年全部建成投入運行,屆時核電總裝機容量達913萬千瓦。

原子能的利用,可以分為兩類:一類是利用中子轟擊鈾原子核,使鈾核發裂成為兩塊,釋放出裂變能;另一類是使氫的兩種同位素氘和氚核聚合在一起,釋放出聚變能。核聚變反應釋放出的能量要比核裂變反應釋放出的能量大得多。

核裂變反應可以用於製造原子彈,也可以用於建造核電站。核裂變反應的主要燃料是經過精煉的鈾的同位素鈾235.1公斤鈾235所放出的能量大約相當於2000噸好煤。即放出能量要比煤大200萬倍。但是,鈾235在天然鈾中隻含有0.7%,而占99.3%的鈾238不能產生裂變反應,天然鈾資源的利用率太低,而且,天然鈾資源在地球上的儲量也很有限,因此,由核裂變來獲取能量(如用於發電)不是長遠之計,人類的希望寄托於核聚變獲取能量。

核聚變是太陽和其他恒星上正在發生的反應。核聚變反應的主要燃料是同位素氘和氚,這兩種原子核高速碰撞聚合成較重的氦原子核,並以產生高能粒子的形式釋放能量。氘和氚聚變反應時放出的能量,比普通物質碳原子燃燒放出的能量大百萬倍。核聚變的燃料氘可以從海水中提取,每升海水中含有0.03克氘。一升海水中的氘完全燃燒後產生的能量,相當於100~300升汽油燃燒所產生能量。地球上僅在海水中就有45萬億噸氘,取之不盡。至於說核聚變的燃料氚,可以利用儲量豐富的元素鋰在聚變堆中再生,隻要核聚變反應進行下去,氚就會再生出來,用之不竭。因此,如果把海水中的氘利用起來,能量夠人類使用億萬年,將永遠不用為能源問題發愁。把核聚變產生的能量轉換成熱能並用來發電,人類就能實現核聚變發電,從而獲取用不完的電力。正是這樣,核聚變給人們展示了一幅極其誘人的前景,半個多世紀以來,世界上許多科學家都為之奮鬥。

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