核能,想说爱你不容易

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  你可能对2011年3月11日在日本东北部海域发生的9.0级大地震仍然记忆犹新。当时受大地震影响,日本福岛第一核电站发生放射性物质泄漏,核电站附近辐射水平很快升到了“足以危害人体健康”的程度,至少15万居民被迫撤离。
  日本的核泄漏事故引发了世界范围内对核电站安全性的忧虑,核能应用究竟何去何从?
  核能的诞生
  1945年,美国集中了1500多名科学家和工程师,花费20亿美元,生产出了3枚原子弹,其中一枚试爆,两枚投到了日本,结束了第二次世界大战。
  而自从原子弹所蕴含的这种威力巨大的能量与对城市与人口进行毁灭性打击的形象联系起来后,“核能”这个词,从一开始就在人们心头蒙上了一层阴霾。
  与传统能源(煤炭)相比,核能(核电)有着得天独厚的优势。比如,一个100万千瓦的燃煤发电厂每年需要300万吨燃料,而核电站只要30吨就够了。并且煤炭燃烧会放出数量庞大的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物和烟灰,煤炭的开采、运输、放置以及燃烧后产生的废物处理,都会对环境造成巨大的破坏。相比起来,只要对核废料处理得当,那么核能确实算是一种安全和清洁的能源。因此,国际社会发展核电的呼声和行动一直没有停止。
  二战结束后,核能正式应用于民用发电:1951年12月美国实验增殖堆1号首次利用核能发电,1954年6月苏联建成了世界上第一座核电厂并首次向电网送电,到1991年,全世界近30个国家和地区建成的核电机组达到了423套,形成了核电厂建设的一个高潮。
  核能的危机
  我们前面提到的对核能的应用,都是利用核裂变释放的能量,短时间集中释放可以作为武器(原子弹),缓慢释放就可以用作和平的能源(核电站)。
  最初,人们对于核电站的安全持肯定态度。直到1979年3月发生在美国三哩岛核电厂的燃料泄漏事故和1986年4月苏联发生的切尔诺贝利核电厂爆炸事故,动摇了世界对核电安全性的看法。
  当时,民众纷纷举行集会示威,还成立许多民间反核组织,要求政府停建或关闭核电站。而一些国家如瑞士、意大利、奥地利等,不得不暂时停止发展核电。
  随着去年福岛核电站事故的发生,全世界反核的呼声再度高涨。人们认为,核能源效率虽高,却后患无穷,即使没有地震威胁,产生的废料也带有强烈的放射性,在上万年的时间内都无法有效处理干净。而且铀矿(核燃料)资源也是有限的,无法支持人类社会长期发展。
  而不愿意放弃核能的科学家希望采用一种比核裂变能量更高、也更清洁的新能源,这就是——核聚变。
  核能的未来
  实际上,我们每天接收到的太阳光,就来自于太阳内部时刻在进行的核聚变反应。这样的反应在太阳核心每秒钟要进行大约1038次,真可谓是“取之不尽”的高效清洁能源。
  那么,现在的问题是,有没有可能在地球上实现核聚变呢?
  目前,在地球上只有两种方式能够实现核聚变:一种是瞬时实现核聚变,也就是氢弹,这显然只能用于破坏而不能用于建设;另一种方式则是在核反应堆或加速器中,利用高速粒子轰击,偶尔能实现一两次核聚变,但如果这样每秒只有几次的核聚变能够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!
  但是科学家通过计算发现,只有温度和密度都足够高并维持一段时间,才能够让核聚变持续稳定地进行。
  而这就要求只有把人类目前的技术条件发挥到极致,建设出能够承受高温高压以及超高能粒子流的长时间冲击的反应堆才行,这将是近几十年内科学家研究的难题和期望攻克的目标。
  但科学家相信,尽管实现受控热核聚变之前仍有漫长艰难的路程需要探索,但其美好前景的巨大诱惑力,值得人类为此付出奋力。
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