什么是核能? 定义、来源和未来

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全球能源正受到前所未有的审视. 气候变化和全球变暖使公众和政府都关注低碳和清洁能源. 

可再生能源正在引领减少温室气体排放的战斗. 像石油这样的化石燃料, 煤炭, 天然气被列为二氧化碳排放的主要来源. 

核工业也参与其中 国内发电 从20世纪50年代末开始. 核能的作用一直存在争议,但它一直存在. 事实上,它在周围生成 占美国电力的20%据美国联邦储备委员会(u.s..S. 能源部. 

尽管核能有时名声不佳,但人们喜欢它改变手机买球app官网生活的方式. 让手机买球app官网看看过去的核技术, 现在, 以及未来——以及它在实现净零排放道路上的作用. 如果你时间不够,请查看手机买球app官网的 核能概论. 

核能的定义? 

有很多种能源,核能就是其中之一. 手机买球app官网需要了解宇宙的组成部分才能开始理解核能. 

宇宙是由无数原子组成的. 原子是由 三种粒子:质子、中子和电子. 中子不带电荷,与带正电的质子一起存在于原子核中. 电子带负电荷,绕原子核运行. 的se three parts are held together in the atom by strong forces; there is a lot of energy stored in an atom’s nucleaus. 

手机买球app官网利用的核能来自这些原子. 能量可以通过两种方式释放: 

核聚变: 原子融合或结合形成一个更大的原子. 的 太阳的核心 利用核聚变将氢转化为氦, 生产能量, 在其他方面, 温暖手机买球app官网的地球. 

核裂变: 原子分裂 创造更小的原子. 这个动作释放了原子化学键的能量. 人类已经建造了利用核裂变技术发电的核电站. 

核能是什么意思? 

“核”这个词来源于这个词 . 

手机买球app官网用“核能”这个术语来描述核裂变或核聚变产生的能量. 手机买球app官网利用核裂变是通过控制链式反应分裂原子. 让手机买球app官网进一步看看链式反应. 

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核能是什么?它是如何产生的? 

手机买球app官网知道核裂变把原子分裂成更小的原子. 当一个 中子 撞击原子核,原子核就会分裂,产生新的、不同的原子和中子. A 连锁反应 这个过程是来自先前分裂原子核的中子撞击附近另一个原子核的过程吗. 当裂变过程中释放的中子在至少一个以上的原子核中产生至少一个以上的核裂变时,链式反应得以持续. 这个新分裂的原子核释放中子,这个过程重复进行. 

链式反应有两个关键的区别. A controlled 连锁反应 takes place in nuclear reactors; scientists control the number of reactions. 原子武器中使用的是不受控制的链式反应过程. 

核反应堆 perform controlled nuclear fission with uranium atoms; operators can start, 停止, 或者维持核反应. 铀是最常见的核燃料. 核裂变过程会产生大量的热量. 

手机买球app官网用这些热来发电. 周围产生的核能 11% 在2019年和 4.3% 在那一年全世界的能源需求中. 

核反应堆如何发电? 

核反应堆|创造电力图像source

核反应堆是核电站的引擎室. 在这里,铀原子进行链式反应,释放出铀的能量为热量. 

发电的其余部分类似于煤或天然气发电站. 所有这些发电厂都产生热量,或者 热能通过燃烧化石燃料或核裂变. 

核电站的热能将大量的水加热到很高的温度. 两种最常见的反应堆设计类型是压水堆(PWR)或沸水反应堆(BWR)。. 

在一个 压水反应堆在美国,水是加热而不是煮沸. 然后,热水通过低压水系统转化为蒸汽, 然后蒸汽驱动涡轮机发电. A 沸水反应堆 它利用反应堆的核心将水烧开,然后将水直接转化为蒸汽来驱动发电涡轮机. 

谁发现了核能?? 

核能的发现 包括来自不同人的一系列步骤.  

它始于1895年德国医生威廉·伦琴(Wilhelm Roentgen)发现x射线. 第二年, 法国物理学家安东尼·亨利·贝克勒尔观察到铀盐中自发能的释放. 居里夫人和她的丈夫皮埃尔研究了他的工作,并在1898年定义了放射性. 

In 1920, 英国人欧内斯特·卢瑟福被认为是核物理之父,他写了一个关于中子的理论, 尽管不确定它们. 1932年,英国物理学家詹姆斯·查德威克发现了中子. 

奥托·哈恩和弗里茨·施特拉斯曼在1938年成功地分裂了一个铀原子, 核裂变的诞生. 利奥·西拉德是匈牙利裔美国物理学家,他提出了连锁反应的理论. In 1939, 阿尔伯特·爱因斯坦爱德华·泰勒和尤金·维格纳写信给美国联邦调查局.S. 美国总统富兰克林•罗斯福, 警告他如果将核能用于炸弹,将会带来危险. 到1942年,出生于意大利 恩里科费米 在芝加哥大学进行了世界上第一次连锁反应. 

人类只用了三年时间和一场世界大战就对人类同胞使用了第一颗核弹. 美国投下了一颗原子弹 广岛, 日本, 8月6日, 1945, 三天后又轰炸了长崎, 预示第二次世界大战的结束. 

世界上第一个核反应r,芝加哥1号堆(简称CP-1),在1942年12月2日取得了连锁反应. 又过了9年才迈出下一步. 1951年12月20日,在阿贡国家实验室建造的一个反应堆点亮了四个灯泡.  

苏联建造了第一个核电站,为电网供电; Obninskoye 于1954年6月27日开始作战. 1956年,第一个全尺寸反应堆在英国考尔德厅投入使用. 

手机买球app官网在日常生活中如何利用核能? 

核能是一种强大的力量,既可以用于正义,也可以用于邪恶. 它有一个充满争议的过去, 然而,许多人一生中的大部分时间都在使用核能, 可能不知道. 

日常生活中有哪些核原理的例子? 

手机买球app官网已经见识过核能 发电 为手机买球app官网的家庭和企业提供能源以及如何利用它制造毁灭性的原子弹. 核能还有更多的用途. 

医学: 记得伦琴射线? 手机买球app官网仍然 用他的发现 在世界各地的医院使用x光检查骨折、骨折、癌症等等. 同位素还可以消毒设备. 

艺术和考古学: x射线技术可以帮助手机买球app官网深入研究艺术家的技术, 协助修复及核实工程, 以及探索考古遗迹和挖掘遗址. 

空间: 核能电池为无人驾驶的卫星提供动力,以扩大它们的飞行范围. 

烟雾探测器: 这些警报使用 少量的放射性物质可以帮助处理 感烟探测. 

水质: 许多 水文地质研究 使用同位素来研究水质、来源和存在的化学物质.  

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美国有多少座核电站? 

根据 U.S. 能源信息管理局截至2020年12月底,美国有94座正在运行的商业核反应堆. 它们以56个地点为基地, 28个州拥有一座核电站, 每年向电网输送数千兆瓦的电力. 

美国.S. 从1958年开始使用核能发电, 其核电站机组的平均使用年限为39年. 2016年,美国最后一个新反应堆——位于田纳西州的瓦茨酒吧2号反应堆——上线了.  

使用核能有危险吗? 

核反应堆放射性标签一侧source

核能是一种强有力的能源. 手机买球app官网已经看到,它伴随着可控和不可控的连锁反应. 有 核能的利弊. 

但如果出了问题怎么办? 核能的历史充满了世界著名的例子,说明核能的危险,以及人们对核能的抗议. 

核能的缺点是什么? 

核能依赖于铀燃料. 铀矿, 核电站过程, 核废料会使工作人员接触到更高的放射性水平. 

暴露于过度辐射 能在很多方面影响人类、野生动物和环境吗. 靠近爆炸会导致烧伤、辐射病、癌症和心血管疾病. 轻微的辐射暴露会增加患癌症的风险. 

在环境方面, 核电站会将冷却水排入河流和海洋, 使河道变暖,影响当地鱼类和海洋生物. 此外,建造发电厂所涉及的材料和建筑的固有生态成本. 

有关更多详细信息,请参阅手机买球app官网的信息丰富的指南 核能的利弊. 

为什么核反应堆有潜在危险? 

铀是一种放射性物质,在核电站中以固体颗粒形式使用. 废铀在成为核电站燃料循环的一部分后,将在很长一段时间内继续释放辐射. 

的 nuclear process creates nuclear waste; the depleted uranium, 工人穿的衣服, 水就是一些例子. 的 核管理委员会(NRC) 监管美国核工业的各个方面,从材料到发电厂. 

Each element is graded as high-level or low-level radioactive waste; spent fuel is high-level, 例如. 这些乏燃料通常储存在地下深处. 低水平的废物通常埋在浅的、安全的仓库中,通常是现场. 一旦低水平的废物不再被认为是危险的, 它被送往商业加工设施. 在美国有8家,包括纽约的一家. 

核电站灾难的例子有哪些? 

有许多著名的核电站灾难的例子. 

切尔诺贝利核事故 

世界上最严重的事故发生在 切尔诺贝利核事故 1986年4月26日在乌克兰. 一场爆炸暴露了核心,放射性废料云团遍布该地区. 当场死亡人数不到100人, 但各机构估计,因辐射病死亡的人数为4人,000 to 90,000人. 造成的环境破坏也是巨大的. 

福岛 

2011年3月, 日本东海岸的大地震引发的海啸造成18人死亡,000人. 海浪淹没了 福岛第一核电站 核电站防御系统,摧毁了冷却堆芯的应急发电机.  

三个反应堆中的核燃料部分融化, 爆炸破坏了建筑物,并将放射性废物送入太平洋. 没有人当场死亡,尽管许多人因辐射病接受了治疗. 超过50万人被疏散. 

三哩岛 

这个位于宾夕法尼亚州的地方是美国的 最严重的核灾难 还有60分钟,情况才会更糟. 1979年3月28日凌晨,一个反应堆的压力阀未能关闭. 工人们没有做出充分的反应,一系列的决定意味着核电站距离彻底熔毁只有一个小时的距离. 

在所有情况下, 清理行动耗时数年,耗资数百万甚至数十亿美元, 长期的健康和环境代价尚不清楚. 

核能的好处是什么? 

多年来,核能一直为家庭和工业提供电力. 它是属于 无碳 因为它不会产生导致全球变暖和气候变化的二氧化碳排放. 这是一种非常可靠的能源,可以控制, 根据需要增加或减少产量. 

核能是清洁能源吗? 

清洁能源森林照片树和蓝天source

从温室气体排放的角度来看,核能被考虑在内 清洁能源 因为它不会产生任何二氧化碳排放.  

环保组织 以辐射渗入环境和可能发生更多灾难为理由,放弃核电或停止将其列为清洁能源. 

先进的反应堆 也许会把核能推向一个更高效、更少污染的时代. 现有的反应堆很少,但先进的反应堆预计将比现有的反应堆更小. 该行业也在考虑在生产过程中使用熔盐作为冷却剂. 

最后一个发展可能是转向核聚变, 像太阳一样连接原子, 而不是现在的核裂变过程. 核能无疑被视为全球未来清洁能源的一部分. 

核能是可再生的还是不可再生的? 

铀和地球上发现的任何物质一样,都是有限的. 在这个意义上, 核能是一种不可再生能源,因为它不可再生, 这种资源(铀)最终会耗尽. 

核不 感觉 作为可再生 地热太阳能,水力发电,或者 风力发电. 手机买球app官网知道太阳会发光, 地核将保持温暖, 水将流, 风会吹上几千年. 

然而,研究表明可能不止如此 200年 可供开采的铀. 对核聚变和技术进步的希望, 在很长一段时间内,核能仍然是能源结构的一部分,这给了核能行业很大的希望. 使用这些指标,手机买球app官网可以考虑核能 可再生能源. 

核能是势能还是动能? 

势能 是储存能量,而不是 动能 是运动的能量吗. 核能源 来自于原子中储存的势能. 当手机买球app官网分裂原子时,手机买球app官网释放了储存的势能.  

全球核能的未来是什么? 

核能是一个幸存者. 它经过作为大规模杀伤性武器的可怕部署,变成了一个有用的发电机. 尽管核电厂发生了安全事故,包括一些灾难性的灾难,但核能仍然是世界能源结构中不可分割的一部分. 

抗议放射性物质造成的危害, 从储存到运输, 仍然没有根除核能. 全世界都在关注二氧化碳的排放, 核工业将自己重新包装为低碳能源. 

分裂原子是一项令人难以置信的壮举, 释放这种能量的影响仍然存在. 核能暂时还存在. 它在可持续能源组合中的未来可能取决于它推销自己的能力,因为它已经是一个可靠的能源来源. 

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