能源全與新能源開(kāi)發(fā)利用

1、能源安全與新能源開(kāi)發(fā)利用能源安全與新能源開(kāi)發(fā)利用主講：王瑞琪主講：王瑞琪開(kāi)發(fā)新能源l 從資源角度考慮，我國(guó)常規(guī)能源相對(duì)不足，人均占有量?jī)H為世界平均水平的一半。能源供需矛盾突出。l 我國(guó)能源以石油和煤炭為主，天然氣的產(chǎn)量近年來(lái)有很大增長(zhǎng)，可這些主要能源也造成了環(huán)境污染，而且不可再生。l 尋找新能源迫在眉睫新能源：可燃冰新能源：可燃冰n可燃冰的學(xué)名是天然氣水合物(gas hydrates ),這是天然氣和水在特定的條件下所形成的一種透明的冰狀結(jié)晶體,又稱(chēng)“氣冰”、“固體瓦斯”。是一種清潔高效、使用方便的新能源。n越來(lái)越多的科學(xué)家相信未來(lái)潔凈能源的最大一部分也許就藏在海底或高緯度永凍區(qū)可燃冰的構(gòu)成n

2、天然氣水合物與天然氣成分相似，且更為純凈，簡(jiǎn)單地說(shuō)，它是天然氣被包進(jìn)水分子中，在海底低溫和很高壓力下形成的一種冰狀的固態(tài)晶體。n其結(jié)構(gòu)是若干個(gè)水分子通過(guò)氫鍵構(gòu)成多面體籠子，籠子中包含有客體的天然氣分子，還可以是co2、n2、h2s等小分子氣體，它們被統(tǒng)稱(chēng)為氣水化合物。其化學(xué)成分不穩(wěn)定，可用mnh2o表示n從化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)看，天然氣水合物是這樣構(gòu)成的：由水分子搭成像籠子一樣的多面體格架，以甲烷為主的氣體分子被包含在籠子格架中。不同的溫壓條件，具有不同的多面體格架?？扇急男阅躭 能量密度高，燃燒值高。1m3相當(dāng)于164m3的天然氣。l 清潔無(wú)污染（幾乎不產(chǎn)生任何燃燒廢棄物，so2比燃燒油或煤低2個(gè)數(shù)

3、量級(jí)）l 使用方便。壓力降低就足以使天然氣水合物晶體分解并釋放出大量甲烷氣體。n注意：甲烷的溫室效應(yīng)比co221倍，是一種對(duì)環(huán)境破壞作用最大的溫室氣體l 危險(xiǎn)性高可燃冰的形成條件l被稱(chēng)為水合甲烷的物質(zhì)大量沉積l低于20oc的溫度l較大的壓力 有專(zhuān)家預(yù)測(cè)，可燃冰至少能為人類(lèi)提供1000年的能源，它將來(lái)有望替代煤、石油和天然氣，成為“21世紀(jì)的新能源”。 可燃冰的開(kāi)發(fā)利用1810年，英國(guó)，達(dá)威在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)“天然冰”.雖然是塊香餑餑，但開(kāi)發(fā)利用仍然很困難：n勘探定位技術(shù)，開(kāi)采技術(shù)n提制可燃?xì)獾募夹g(shù)n運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題n低成本開(kāi)發(fā)n其它：n未燃燒的天然氣水合物直接排入大氣產(chǎn)生的強(qiáng)烈溫室效應(yīng)n未燃燒的天然氣水合

4、物對(duì)海底已有油氣管道造成危險(xiǎn)n對(duì)魚(yú)的生長(zhǎng)的威脅n對(duì)航行的威脅n天可燃冰如何保持高壓、低溫狀態(tài)等新能源：氫新能源：氫理想能源理想能源l 2000年1月，美國(guó)通用汽車(chē)推出了使用新能源的汽車(chē)氫能概念車(chē)，在悉尼奧運(yùn)會(huì)的馬拉松比賽中，通用汽車(chē)公司的“氫動(dòng)1號(hào)”作為開(kāi)道車(chē)，出盡了風(fēng)頭。l 氫是萬(wàn)物之主，大約100億年前，大量的氫核遍布太空。l 直到現(xiàn)在，太陽(yáng)總體積80%仍是氫；木星氫占82%；地球上地殼內(nèi)100個(gè)原子中有17個(gè)氫原子，其數(shù)目?jī)H次于氧而居第二位。新能源：氫的優(yōu)點(diǎn)l 資源豐富。h主要以化合態(tài)存在于水中，地球上水資源豐富， h2燃燒的產(chǎn)物是水，二者無(wú)限循環(huán)l 氫作為燃料的獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)點(diǎn)是，它的燃

5、燒產(chǎn)物是水，不會(huì)污染環(huán)境，燃料循環(huán)與生物圈相吻合。l 按重量計(jì)算，氫的能量是同量汽油能量的2.5倍左右。如果把噴氣機(jī)上的燃料換成同等效能的氫，就會(huì)大大節(jié)省重量，這也使氫成為一種航空燃料具有的明顯優(yōu)點(diǎn)。新能源：氫的優(yōu)點(diǎn)n氫的燃燒值很高，即燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量很高，在空氣中燃燒，溫度可達(dá)1000oc。在氧氣中燃燒，可達(dá)2800oc高溫。它產(chǎn)生的熱量比汽油高得多。1gh2燃燒時(shí)放熱130kj，是汽油的34倍n使用方便，現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)，稍加改裝就可用氫作燃料，也可通過(guò)燃料電池將氫能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋氫的運(yùn)輸和銷(xiāo)售費(fèi)用要比輸電的便宜，在許多情況下，把現(xiàn)有的天然氣管線(xiàn)改造一下，就能用來(lái)運(yùn)輸氫。運(yùn)送氫的費(fèi)用只為遠(yuǎn)距離輸

6、電的八分之一。氫還可能比電更宜于儲(chǔ)存。新能源：氫的存儲(chǔ)l 常溫常壓下，h2的密度小，能量/體積比小，所以必須解決貯存問(wèn)題n儲(chǔ)氣罐n高壓鋼瓶n液化h2：需要很厚的絕熱保護(hù)層。n貯氧合金技術(shù)：金屬與h2充分反應(yīng)，回執(zhí)后釋放h2。n碳納米材料：新型貯氧材料。（1999年我國(guó)研制，與克隆羊同時(shí)被評(píng)為我國(guó)十大科技新聞） 大量?jī)?chǔ)存氫一般有兩種方法：一種方法是高壓下液化為液氫。但在常壓下，氫氣必須降溫至-252度才能變成液體，這種方法成本高，而且儲(chǔ)存液氫要有極好的絕熱設(shè)備托瓦瓶。液氫易逸散滲漏，會(huì)釀成嚴(yán)重火災(zāi)和爆炸事故。另一種方法是用某些金屬或合金來(lái)儲(chǔ)存氫。氫有一個(gè)奇持的性質(zhì)，它會(huì)與某些過(guò)渡金屬(如鈀等)或

7、合金形成金屬氫化物，如1體積膠狀銠(rh)能吸收2900體積氫氣。當(dāng)溫度升高或體系氫壓降低時(shí)，它們就放出氫。利用儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫具有儲(chǔ)存量高、可逆、安全等優(yōu)點(diǎn)。 氫的儲(chǔ)存方法氫的儲(chǔ)存方法新能源：氫的制作l 實(shí)驗(yàn)室制氫：na,ca與h2o反應(yīng)制h2等l 工業(yè)制氫：天然氣、石油裂解可制h2，水煤氣可用煤炭制h2，但消耗化石燃料制h2從能源角度講毫無(wú)意義。l 用h2o制氫：n電解h2on熱化學(xué)分解n利用太陽(yáng)能分解水n生物制h2：模擬光合作用 研究新的合理的制氫方法是一項(xiàng)一勞永逸地解決能源研究新的合理的制氫方法是一項(xiàng)一勞永逸地解決能源問(wèn)題的研究課題，理想的氫能源如圖所示。問(wèn)題的研究課題，理想的氫能源如圖所

8、示。 理想的氫能源示意圖 光分解水制氫的研究中已找到一些催化劉，如光分解水制氫的研究中已找到一些催化劉，如鈣和聯(lián)鈣和聯(lián)吡啶形成的配合物吡啶形成的配合物。它吸收的陽(yáng)光正好近似于水分解成。它吸收的陽(yáng)光正好近似于水分解成氫和氧所需的能量。另外，氫和氧所需的能量。另外，二氧化鈦和某些含鈣的化合二氧化鈦和某些含鈣的化合物物也是較適用的催化劑。也是較適用的催化劑。 有人大膽設(shè)想用城市垃圾和污水來(lái)制取氫氣，主要有人大膽設(shè)想用城市垃圾和污水來(lái)制取氫氣，主要原理是：原理是： 日本東京大學(xué)的科學(xué)家在氬和氦的氣流中，將陶瓷日本東京大學(xué)的科學(xué)家在氬和氦的氣流中，將陶瓷cnfcnf加加熱至熱至300300度，然后用注射

9、針頭向度，然后用注射針頭向cnfcnf注水制得氫。由于水解后注水制得氫。由于水解后cnfcnf又回到非活化狀態(tài)，所以又回到非活化狀態(tài)，所以cnfcnf能反復(fù)使用。在每一次反應(yīng)能反復(fù)使用。在每一次反應(yīng)中，平均每克中，平均每克cnfcnf可產(chǎn)生可產(chǎn)生2 2至至3 3厘米厘米3 3h h2 2。 我國(guó)在世界上首次完成生物制氫中試實(shí)驗(yàn)。哈爾濱建筑我國(guó)在世界上首次完成生物制氫中試實(shí)驗(yàn)。哈爾濱建筑大學(xué)的學(xué)者利用細(xì)茵從污水中分解收集氫氣，并于大學(xué)的學(xué)者利用細(xì)茵從污水中分解收集氫氣，并于20002000年年2 2月月初完成中試實(shí)驗(yàn)。利用含碳水化合物的有機(jī)廢水通過(guò)生物發(fā)初完成中試實(shí)驗(yàn)。利用含碳水化合物的有機(jī)廢水

10、通過(guò)生物發(fā)酵制氫，使人類(lèi)找到了一種新的可再生的潔凈能源。酵制氫，使人類(lèi)找到了一種新的可再生的潔凈能源。 新能源：氫的利用l直接燃燒l氫能電池新能源：二甲醚n二甲醚(dimethyl ether)，簡(jiǎn)稱(chēng)dme，化學(xué)分子式 為ch3och3，是一種含氧燃料，它無(wú)毒性，常溫常壓下為氣態(tài)，常溫時(shí)可在五個(gè)大氣壓下液化，具有與液化石油氣相似的物性。n二甲醚無(wú)c-c鏈，其十六烷值大于55，具有優(yōu)良的壓縮性，非常適合于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，用作為柴油機(jī)的代用燃料。而常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料液化石油氣、天然氣、甲醇，它們的十六烷值都小于10，一般只適合于點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。新能源：二甲醚制備n二甲醚燃料的制取原理可以煤、天然氣、生

11、物有機(jī)物等為原料產(chǎn)生合成氣一氧化碳、二氧化碳和氫氣，然后常規(guī)法先制得甲醇，進(jìn)一步脫水制成二甲醚。 二甲醚的生產(chǎn)方法最早是由高壓甲醇生產(chǎn)中的副產(chǎn)品精餾后制得，隨著低壓合成甲醇技術(shù)的廣泛應(yīng)用，副反應(yīng)大大減少，二甲醚的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)很快發(fā)展到甲醇脫水或合成氣直接合成工藝。近年來(lái)，二甲醚的需求量增長(zhǎng)較大，各國(guó)又相繼開(kāi)發(fā)投資省、操作條件好、無(wú)污染的新工藝，主要包括二步法和一步法，一步法具有流程短、設(shè)備效率高、操作壓力低和co單程轉(zhuǎn)化率高等特點(diǎn)，合成二甲醚的生產(chǎn)成本較兩步法大幅度降低。因此，一步法經(jīng)濟(jì)上更加合理，市場(chǎng)上更具競(jìng)爭(zhēng)力，總體上來(lái)說(shuō)更具技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 新能源：二甲醚使用l 用于生活：dme在排放與燃燒方

12、面都優(yōu)于lpg，只要有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，dme大量替代lpg是比較容易的。因?yàn)閘pg的原有設(shè)施完全可以用于dme。l 用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃料：建立以dme為燃料的電廠l 替代柴油：這是一個(gè)重要領(lǐng)域。因?yàn)橐猿鍧嵢剂先〈裼褪莻€(gè)世界性課題，對(duì)中國(guó)尤其有挑戰(zhàn)性與迫切性。因?yàn)椴裼褪俏覈?guó)油品中用量最大，也是目前缺口最大的燃料（目前的柴油機(jī)難以滿(mǎn)足環(huán)保要求）。l 作為高附加值化工產(chǎn)品的中間原料：如ch3ooh(醋酸)新能源：太陽(yáng)能（能源之源）l 地球上最根本的能源是太陽(yáng)能。煤、石油中的化學(xué)能是由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化而成的，風(fēng)能、生物能、海洋能等其實(shí)也都來(lái)自太陽(yáng)能。l 太陽(yáng)每年輻射到地球表面的能量為501018kj，相當(dāng)于目前

13、全世界能量消費(fèi)的1.3萬(wàn)倍，真可謂取之不盡用之不竭，因此利用太陽(yáng)能的前景非常誘人。陽(yáng)光普照大地，單位面積上所受到輻射熱并不大，如何把分散的熱量聚集在一起成為有用的能量是問(wèn)題的關(guān)鍵。太陽(yáng)能的利用方式是光電轉(zhuǎn)化或光化學(xué)轉(zhuǎn)化 。新能源：太陽(yáng)能利用n聚集陽(yáng)光聚集陽(yáng)光n太陽(yáng)能的熱利用是通過(guò)集熱器進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)化的，集熱器也就是太陽(yáng)能熱水器。它的板芯由涂了吸熱材料的銅片制成的，封裝在玻璃鋼外殼中。銅片只是導(dǎo)熱體，進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)化的是吸熱涂層，這是特殊的有機(jī)高分子化合物。封裝材料也很有講究，既要有高透光率，又要有良好的絕熱性。n隨涂層、材料、封裝技術(shù)和熱水器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等不同，終端使用溫度較低的在100以下，可供生活

14、熱水、取暖等；n中等溫度在100300之間，可供烹調(diào)、工業(yè)用熱等；n高溫的可達(dá)300以上，可以供發(fā)電站使用。新能源：太陽(yáng)能利用 光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換l 太陽(yáng)能也可通過(guò)光電池直接變成電能，這就是太陽(yáng)能電池、光伏打電池。它們具有安全可靠、無(wú)噪聲、無(wú)污染、不需燃料、無(wú)需架設(shè)輸電網(wǎng)、規(guī)?？纱罂尚〉葍?yōu)點(diǎn)，但需要占用較大的面積，因此比較適合陽(yáng)光充足的邊遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)牧民或邊防部隊(duì)使用。l 光電池應(yīng)用范圍很廣，大的可用于微波中繼站、衛(wèi)星地面站、農(nóng)村電話(huà)系統(tǒng)，小的可用于太陽(yáng)能手表、太陽(yáng)能計(jì)算器、太陽(yáng)能充電器等，這些產(chǎn)品已有廣大市場(chǎng)。-太陽(yáng)能庭院燈系列太陽(yáng)能庭院燈系列 太陽(yáng)能電站太陽(yáng)能電站- 新能源：太陽(yáng)能利用 光化學(xué)

15、轉(zhuǎn)換光化學(xué)轉(zhuǎn)換: :儲(chǔ)存陽(yáng)光儲(chǔ)存陽(yáng)光n熔鹽儲(chǔ)能法n太陽(yáng)能光解h2o制h2n綠色植物光合作用新能源：海洋能l 在地球與太陽(yáng)、月亮等互相作用下海水不停地運(yùn)動(dòng)，站在海灘上，可以看到滾滾海浪，在其中蘊(yùn)藏著潮汐能、波浪能、海流能、溫差能等，這些能量總稱(chēng)海洋能。l 主要特點(diǎn)：n可再生性n清潔能源n能量多變，不穩(wěn)定性n能量巨大，頒布分散不均海洋能潮汐能l 潮汐能是以位能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能，是指海水潮漲和潮落形成的水的勢(shì)能。海水漲落的潮汐現(xiàn)象是由地球和天體運(yùn)動(dòng)以及它們之間的相互作用而引起的。l 在海洋中，月球的引力使地球的向月面和背月面的水位升高。由于地球的旋轉(zhuǎn)，這種水位的上升以周期為12h25min和振幅小于

16、1m的深海波浪形式由東向西傳播。太陽(yáng)引力的作用與此相似，但是作用力小些，其周期為12h。l 當(dāng)太陽(yáng)、月球和地球在一條直線(xiàn)上時(shí)，就產(chǎn)生大潮；當(dāng)它們成直角時(shí)，就產(chǎn)生小潮。除了半日周期潮和月周期潮的變化外，地球和月球的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)還產(chǎn)生許多其他的周期性循環(huán)，其周期可以從幾天到數(shù)年。同時(shí)地表的海水又受到地球運(yùn)動(dòng)離心力的作用，月球引力和離心力的合力正是引起海水漲落的引潮力。海洋能波浪能l 波浪能是指海洋表面波浪所具有的動(dòng)能和勢(shì)能。波浪的能量與波高的平方、波浪的運(yùn)動(dòng)周期以及迎波面 的寬度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種能源。l 波浪能是由風(fēng)把能量傳遞給海洋而產(chǎn)生的，它實(shí)質(zhì)上是吸收了風(fēng)能而形成的。能

17、量傳遞速率和風(fēng)速有關(guān)，也和風(fēng)與水相互作用的距離（即風(fēng)區(qū)）有關(guān)。水團(tuán)相對(duì)于海平面發(fā)生位移時(shí)，使波浪具有勢(shì)能，而水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，則使波浪具有動(dòng)能。貯存的能量通過(guò)摩擦和湍動(dòng)而消散，其消散速度的大小取決于波浪特征和水深。l 深水海區(qū)大浪的能量消散速度很慢，從而導(dǎo)致了波浪系統(tǒng)的復(fù)雜性，使它常常伴有局地風(fēng)和幾天前在遠(yuǎn)處產(chǎn)生的風(fēng)暴的影響。 波浪可以用波高、波長(zhǎng)（相鄰的兩個(gè)波峰間的距離）和波周期 （相鄰的兩個(gè)波峰間的時(shí)間）等特征來(lái)描述。海洋能溫差能n溫差能是指海洋表層海水和深層海水之間水溫之差的熱能。海洋是地球上一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱和蓄熱器。由太陽(yáng)投射到地球表面的太陽(yáng)能大部分被海水吸收，使海洋表層水溫升高。赤道

18、附近太陽(yáng)直射多，其海域的表層溫度可達(dá)2528，波斯灣和紅海由于被炎熱的陸地包圍，其海面水溫可達(dá)35。而在海洋深處50o1000m處海水溫度卻只有36。這個(gè)垂直的溫差就是一個(gè)可供利用的巨大能源。在大部分熱帶和亞熱帶海區(qū)，表層水溫和1000m深處的水溫相差20以上，這是熱能轉(zhuǎn)換所需的最小溫差。據(jù)估計(jì)，如果利用這一溫差發(fā)電，其功率可達(dá)2tw。海洋能鹽差能n鹽差能是以化學(xué)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。n地球上的水分為兩大類(lèi)：淡水和咸水。全世界水的總儲(chǔ)量為1.4x109km3，其中97.2為分布在大洋和淺海中的咸水。在陸地水中，2.15為位于兩極的冰蓋和高山的冰川中的儲(chǔ)水，余下的0.65才是可供人類(lèi)直接利用的淡水

19、。海洋的咸水中含有各種礦物和大量的食鹽，1km3的海水里即含有3600萬(wàn)t食鹽海洋能海流能n海流能是另一種以動(dòng)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。所謂海流主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動(dòng)以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)。其中一種是海水環(huán)流，是指大量的海水從一個(gè)海域長(zhǎng)距離地流向另一個(gè)海域。n引起因素兩種：首先海面上常年吹著方向不變的風(fēng)，如赤道南側(cè)常年吹著不變的東南風(fēng)，而其北側(cè)則是不變的東北風(fēng)。風(fēng)吹動(dòng)海水，使水表面運(yùn)動(dòng)起來(lái)，而水的動(dòng)性又將這種運(yùn)動(dòng)傳到海水深處。隨著深度增加，海水流動(dòng)速度降低；有時(shí)流動(dòng)方向也會(huì)隨著深度增加而逐漸改變，甚至出現(xiàn)下層海水流動(dòng)方向與表層海水流動(dòng)方向相反的情況。在太平洋和大西洋的南北

20、兩半部以及印度洋的南半部，占主導(dǎo)地位的風(fēng)系造成了一個(gè)廣闊的，也是按反時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)的海水環(huán)流。在低緯度和中緯度海域，風(fēng)是形成海流的主要?jiǎng)恿?。其次不同海域的海水其溫度和含鹽度常常不同，它們會(huì)影響海水的密度。海水溫度越高，含鹽量越低，海水密度就越小。這種兩個(gè)鄰近海域海水密度不同也會(huì)造成海水環(huán)流。海水流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生巨大能量。核能（原子能）核能（原子能）n原子核是帶正電的質(zhì)子和中子的緊密結(jié)合體，其直徑不及原子直徑的萬(wàn)分之一，但其質(zhì)量卻占原子質(zhì)量的絕大部分。n為體么帶正電的質(zhì)子少可以緊密的結(jié)合在原子核中？由于核力核力的存在。當(dāng)兩個(gè)核子間距離為310-13cm以?xún)?nèi)時(shí)核子間有很強(qiáng)的吸引力（遠(yuǎn)大于靜電排斥力），但一

21、旦超過(guò)這一距離，核力則驟減為0。質(zhì)子原子核核子原子中子電子 核子結(jié)合能l 當(dāng)核子因彼此間強(qiáng)核力的吸引作用而緊密結(jié)合成穩(wěn)定的原子核時(shí)，會(huì)釋放巨大的能量，這種能量叫核子結(jié)合能。l 結(jié)合能的大小2emc=原子能釋放途徑l 原子能釋放途徑主要有兩個(gè)n輕核聚變成為一個(gè)較重核n重核裂變成兩個(gè)質(zhì)量中等的核l 在輕核區(qū)，如將平均結(jié)合能小的核聚變成平均結(jié)合能大的核，將釋放巨大的能量。例如，2個(gè)2h核，聚變成1個(gè) 或1個(gè)2h核和3h核聚變成1個(gè) 核，并釋放出一個(gè) ,都會(huì)釋放巨大能量。這是核聚變反應(yīng)和氫彈研制的理論依據(jù)。l 在重核區(qū)，重核的平均結(jié)合能比中等核小，當(dāng)它分裂為兩個(gè)中等核時(shí)，平均結(jié)合能升高，所以重核裂變時(shí)

22、釋放巨大能量，這是制造核能反應(yīng)堆與原子彈的理論根據(jù)。42he10n42he原子能釋放途徑特點(diǎn)l 兩種方法的共同之處是平均結(jié)合能低的核轉(zhuǎn)變成平均結(jié)合能高的核，在轉(zhuǎn)變過(guò)程中，出現(xiàn)“質(zhì)量虧損”，虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成增加的結(jié)合能釋放出來(lái)l 物質(zhì)與能量是同一事物的兩個(gè)不同方面，物質(zhì)可以消失，但同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的能量，能量可以消失但同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的物質(zhì)。即使很少量的物質(zhì)也能產(chǎn)生極大的能量。所以物質(zhì)和能量合在一起，既不能創(chuàng)造，也不能被消滅核裂變能及利用l 1938年德國(guó)化學(xué)家哈恩與他的助手用中子轟擊鈾原子核后，得到兩個(gè)大小相仿的較小的核，并把這種現(xiàn)象稱(chēng)為裂變，釋放出的能量稱(chēng)為裂變能。l 同一年法國(guó)居里夫婦通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)一個(gè)中子引起一個(gè)鈾核裂變的同時(shí)，釋放23個(gè)中子，新產(chǎn)生的中子以同樣的方式轟擊其他鈾核使其裂變，一變二，二變四，四變八。如不加控制，這種連鎖反應(yīng)越來(lái)越激烈，在百萬(wàn)分子一秒內(nèi)就會(huì)把蘊(yùn)藏在原子核內(nèi)的巨大能量釋放出來(lái)。（雪崩式裂變）核裂變能及利用l 通常情況下，這種反應(yīng)不能持續(xù)下去，因?yàn)?38u會(huì)把大部分中子吃下去，235u才是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的關(guān)鍵。所以要讓反應(yīng)持續(xù)下去，n分離提純235un使中子減速至 (用重水和石墨)l 利用：