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核能——未来人类的能源

  发表日期:2006年7月4日      作者:王锟     【编辑录入:sa】

人类的能源危机从上个世纪起逐渐显现。19994月份以来,国际市场石油价格持续大幅度上扬,截止到8月底国际油价突破每桶70美元。我国从去年11月到今年8月份,已连续五次调整汽、柴油价格。电力的紧缺在我国也尤为明显。今年下半年。全国最大电力缺口将达到2500万千瓦。

在进入20世纪后的工业化时代,能源和人类生存有着紧密的关系。能源危机拖慢了经济发展的速度,引发了社会与国际关系的动荡,也引发人们开始反思,在开源和节流上积极行动。为了解救可持续发展的道路,人类提出了节约型社会理念,同时开始开发新能源,以核电站为代表的动力核能的开发和利用就成为关注的热点。

一、             化石能源终有耗尽之时

长期以来,人类依赖的都是煤炭、石油、天然气等。这些被统称为“化石资源”。

2004年世界能源统计年鉴的最新数据显示,世界石油总储量为1.15万亿桶,仅供生产41年;全球天然气储量为176万亿立方米,仅供开采63年。根据日本权威能源研究机构的统计,全球煤炭埋藏量10316亿吨,仅供开采231年。

而且,化石能源的生产过程中回产生二氧化硫、二氧化碳、灰粉、重金属物质等污染物,如若开采不当,还会造成严重的放射性污染。

另外,我国生物化石资源分布极不平衡,60%的煤矿集中在华北。燃料运输耗费了大量成本,给交通运输部门添了沉重的负担。而对进口化石能源依赖性过高,也给国家能源供应安全增加了风险。

核能完全能成为化石能源的替代品。未来人类的能源需求也只能利用核能。这一点,已经被越来越多的人认同。

核能:既便宜又持久

作为一种利用高科技手段获取的新型能源,核能具有得天独厚的优越性。

核能指的是放射性同位素铀发生裂变后爆发出的巨大能量。用它发电,效率既高又不污染环境。理论上说,1公斤的铀全部裂变所释放出来的裂变能,大约相当于2500吨煤或2000吨的石油燃烧时所释放的能量。一座百万千瓦的火力发电站需要350万吨的标准煤,而核能电站只需要30吨的低浓铀原料就可以。

核能利用的更高层次——聚变,虽然现在实际和理论应用之间还有较大的距离,但是其前景更为科研人员所看好。

核聚变的材料氘以重水的形式存在于海水中。1升海水中的氘通过核聚变释放出的能量相当于300升汽油燃烧释放出的能量。全世界海水中所含的氘通过核聚变释放的聚变能,可供人类在很高的消费水平下使用50亿年。

以往人们提起核电的应用,就会考虑它高昂的造价。但是,随着资源的枯竭和运输压力的与日俱增,核电的经济性会进一步突现出来。据中国原子能科学研究院实验快堆工程部的一位工程师介绍,日本目前的核电的电价是每度4日元,将来建起商业推广型的“快堆”后,电价将再降低1/3,这就接近非核电电价水平了。

三、 核能:更干净,也更安全

1942122日,著名科学家费米在美国芝加哥大学成功启动了世界上第一个核反应堆,此后,各国也纷纷投入研究和开发。目前,世界上有400多座商业运营的核电站在运转。

核能作为一种新兴能源,缺乏的并不是理论支持,关键在于其安全性和经济性,虽然出现过前苏联切尔诺贝利核电站事件,但是相比起化石能源利用,其伤亡率是很低的。

有人就打比方,和传统的化石能源相比,开发核能就像乘坐飞机,虽然一旦发生事故,造成的伤亡很大,但总安全率还是远远超过乘坐火车与汽车等交通工具。

中国原子能科学研究院院长赵志祥研究员说,随着安全技术的改进和理念的更新,核能的安全性可以得到更好的确保。

在公众眼中很“神秘”的核电站,实施纵深防御与多重保护,确保核电站的安全。比如秦山核电站的安全壳,能抵御12级龙卷风以及地震、喷气式飞机的撞击,还能抵御最严重事故情况下内部的高温和高压,防止放射性物质的外泄。

、越是了解核技术,就越能接受核能

据国际原子能机构公布,截至2002年底,全球核电机组共生产电力2.574万亿千瓦小时,约占当年世界总发电量的17%。核发电量占本国总发电量比例最高的国家是立陶宛,达到80%,其次是法国,达到79%。目前,核能已占全世界总能耗的6%

据相关报道,法国电力公司近日表示,从2020年开始,将每年至少建造一座欧洲压水堆,来替代现在正在服役的核电反应堆。在美国,现有的103个核电站纷纷赢利,有十多家公司正在考虑建设新的核电站。今年88日,美国总统布什签署了能源法案,增加了数十亿美元补贴。苛刻与挑剔的美国公众也逐渐接受了核能发电,赞成核能发电的人从1995年的46%增加到20055月的70%

而中国的核能发电占本国总发电量的比例不到2%。近日,国家发改委副主任张国保在出席2005中国企业高峰会时说,针对国内市场能源供应紧张的矛盾,下一步配合国家能源结构的调整,首先发展的就是核电。

预计到2020年,中国将投资500亿美元建设核电站。届时,中国核发电量将发展到4000万千瓦,占到电力比例的4%

除了核电站利用动力核技术外,核应用技术更多的是民用非动力核技术,主要集中在同位素技术应用领域、电子辐照加速器应用领域以及辐射加工技术等应用领域。

、核技术应用潜力无限

医学上,同位素标记和跟踪技术,已被广泛应用于基因、核酸、蛋白质等领域。利用电离辐射杀灭癌细胞的原理,对癌症患者实施放射治疗已占患者总人数的70%以上。

用电子辐照加速器产生的高能电子束照射,可以使一些物质产生物理、化学和生物学效应,并能有效地杀灭病菌、病毒和 害虫。这一技术已被广泛应用于工业生产中的材料改性(比如高压电缆)、新材料制作、环境保护、加工生产、医疗卫生用品灭菌消毒和食品灭菌保鲜等。例如,在辐照消毒灭菌领域中,国际上以电子加速器产生的高能电子束灭菌方法正在成为发展趋势。在发达国家市场中,辐照消毒占据了将近80%的份额。

基于核技术研制的爆炸物检测装置、高能电子束消毒灭菌系统、放射性物品检测装置,正在维护人身财产和保障国家安全发挥着越来越重要的作用。

近年来,更加贴近百姓生活的核应用技术也开始为人类服务。

利用加速器轰击不同的重离子,同一时刻在薄膜上形成的标记具有惟一性和不可复制性,可以被用于商品的防伪标示。改用水墨材料做成的软包装用纯净水作溶剂,环保、无毒,广泛应用于食品包装等行业。

 人们所熟知的太空探测器,便是利用同位素电池作为能量。它不需要外界能源、又有着小巧、寿命长的特点,成为目前人类进行深空探测惟一可用的能源。

 农业方面,利用同位素辐射技术改良农作物品种,已经在粮、棉、油等领域推广,收到了可观的效益。利用电离辐照使昆虫丧失生殖能力,在防治病虫害、减少农药使用上取得了良好的效果。

 


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