8　原子的巨大能量——核能

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2011年最大的核污染事件，日本大地震导致福岛第一核电厂发生事故，核污染波及东北关东等地区，此后，日本开始全面关停现有机组。至2012年5月5日，泊发电站3号机组降低功率停运接受定期检查，日本的50座商用反应堆全部处于停运状态。2012年6月16日，经过数月的僵持和谈判，日本政府正式决定开启首个已经停运的核电站——位于福井县的大阪核电站的3号和4号机组。这是日本继福岛核事故后，首次宣布重启核电站。

中国大亚湾核电站

核能俗称原子能，它是原子核里的核子——中子或质子，重新分配和组合时释放出来的能量。50多年以前，科学家在的一次试验中发现铀-235原子核在吸收一个中子以后能分裂，在放出2～3个中子的同时伴随着一种巨大的能量，这种能量比化学反应所释放的能量大的多，这就是我们今天所说的核能。它要转变成电能还要经过以下几步的转化：核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。

小的原子怎么会有这么大的能量呢？说起这当然不能不说伟大的物理学家阿尔伯特·爱因斯坦的质能公式：E＝mc²。核能通过三种核反应之一释放：第一，核裂变，打开原子核的结合力；第二，核聚变，原子的粒子熔合在一起；第三，核衰变，自然的慢得多的裂变形式。

知识放大镜

核能的巨大威力

原子的核能有巨大威力，有科学家做个如下的计算，1千克铀原子核全部裂变释放出来的能量，约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能。一座100万千瓦的核电站，每年只需25～30吨低浓度铀核燃料，运送这些核燃料只需10辆卡车；而相同功率的煤电站，每年则需要300多万吨原煤，运输这些煤炭，要1000列火车。核聚变反应释放的能量则更巨大。据测算1千克煤只能使一列火车开动8米；一千克裂变原料可使一列火车开动4万千米；而1千克聚变原料可以使一列火车行驶40万千米，相当于地球到月球的距离。

日本福岛核电站发生重大核事故后的惨象

核能作为人类未来的希望它的优点是：

第一，核能发电作为清洁能源，不会造成空气污染；

第二，不会产生二氧化碳等温室气体；

第三，核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，暂时没有其他的用途；

第四，原料运输和保管方便；

第五，核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低。

核能也有它的不足之处更要人类小心应对：

第一，核废料有放射性，处理起不难度大；

第二，目前核能发电厂热效率较低；

第三，核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高；

第四，核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。

中国秦山核电站运行平稳

知识之窗

第二次世界大战时人类开始使用核能，就诞生了一个超级炸弹——原子弹，当时人们并不知道他有多大的能量，当美国在日本的长崎和广岛分别投一下一颗原子弹时，人类才真正见识了核能的威力，从此开始了能源、工业、航天等领域的使用。1954年苏联建成了世界上第一座核电站——奥布灵斯克核电站。秦山核电站是中国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦，1991年底投入运行；大亚湾核电站中国第二个座核电站，1987年开工，于1994年全部并网发电，总容量为3.275亿千瓦，其发电量占全世界总发电量的约16%。

核能是人类最具希望的未来能源，重元素的裂变技术已得到实际性的应用，而轻元素聚变技术，也正在积极研制之中，地球上蕴藏着数量可观的铀、钍等裂变资源，如果把它们的裂变能充分利用，可以满足人类上千年的能源需求。在大海里，还蕴藏着不少于20万亿吨核聚变资源——氢的同位元素氘，如果可控核聚变在21世纪前期变为现实，这些氘的聚变能将可顶几万亿亿吨煤，能满足人类百亿年的能源需求。更可贵的是核聚变反应中几乎不存在放射性污染，聚变能称得上是未来的理想能源。人类已把解决资源问题的希望，寄托在核能这个能源世界未来的巨人身上了。

知识扩展

国际原子能机构

国际原子能机构是隶属联合国大家庭的一个国际机构，1956年10月26日通过了国际原子能机构的《规约》，1957年7月29日，《规约》正式生效。同年10月，机构举行首次全体会议，宣布机构正式成立，总部在奥地利维也纳。现任总干事天野之弥于2009年12月1日任职。国际原子能机构作为对和平利用、开发原子能的活动积极加以扶持，并且为核安全和环保确立了相应的国际标准。作用相当于一个在核领域进行科技合作的政府间中心论坛，作为一个协调中心，该机构的设立便于在核安全领域交换信息、制订方针和规范以及应有关政府之要求提供如何加强核反应堆安全和避免核事故风险的方法。国际原子能机构还在旨在确保核技术的运用以求可持续发展的国际努力中扮演重要作用。