綠色化學(xué)新能源核能

1、新能源-核能凡是不涉及到分子變化的過(guò)程叫做物理變化，凡是涉及到分子變化、但是原子并不發(fā)生變化的過(guò)程叫做化學(xué)變化。在核能出現(xiàn)以前，人類利用的能源只涉及到物理變化和化學(xué)變化，核能是通過(guò)原子核變化釋放出的能量。核能分為核裂變核聚變11、核能發(fā)展1897年湯姆孫的原子模型；盧瑟福的棗糕模型；波爾原子理論；質(zhì)子中子的發(fā)現(xiàn)；愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程1919年盧瑟福實(shí)現(xiàn)人工核反應(yīng)；1934年里約奧-居里發(fā)現(xiàn)人工放射性；1939年費(fèi)米首次提出裂變的概念匈牙利的西拉德提出鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；1939里約奧-居里再用中子轟擊鈾時(shí)發(fā)現(xiàn)中子；1941年費(fèi)米簡(jiǎn)歷首個(gè)原子核反應(yīng)堆2H與2H、3H、3He聚變1895年倫琴射線、貝克拉爾和

2、居里夫婦發(fā)現(xiàn)天然放射性；盧瑟福和維拉德發(fā)現(xiàn)了、射線放射性的發(fā)現(xiàn)原子核結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)核反應(yīng) 鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和核能核聚變研究22、核能原理當(dāng)一個(gè)重原子核在吸收了一個(gè)能量適當(dāng)?shù)闹凶雍笮纬梢粋€(gè)復(fù)合核，這個(gè)核由于內(nèi)部不穩(wěn)定而分裂成兩個(gè)或多個(gè)質(zhì)量較小的原子核，這種現(xiàn)象叫做核裂變。核裂變釋放出的能量叫核裂變能。32、核能原理一個(gè)鈾235原子核在中子的轟擊下分裂成為幾個(gè)較輕的原子核，同時(shí)放出23個(gè)中子，并釋放巨大的能量，這個(gè)反應(yīng)過(guò)程稱為核裂變反應(yīng)。在一定的條件下，新產(chǎn)生的中子會(huì)繼續(xù)引起更多的鈾235原子核裂變，這樣一代代傳下去，像鏈條一樣環(huán)環(huán)相扣，使核裂變反應(yīng)自持（自動(dòng)連續(xù)）地進(jìn)行下去，所以科學(xué)家將其命名為“自持鏈?zhǔn)搅炎?/p>

3、反應(yīng)”。這“一定的”條件有兩個(gè)，第一個(gè)條件是鈾要達(dá)到一定的質(zhì)量，這個(gè)質(zhì)量叫做“臨界質(zhì)量”；第二個(gè)條件是中子的能量，鈾235原子核在慢速的“熱中子”作用下比較容易發(fā)生裂變反應(yīng)。42、核能原理 鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)釋放出巨大的核能，1千克鈾235裂變釋放的能量，相當(dāng)于2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒產(chǎn)生的能量。只有鈾233、鈾235和钚239這三種核素在熱中子條件下容易發(fā)生核裂變，它們都是核燃料，其中只有鈾235是天然存在的，而鈾233、钚239是在反應(yīng)堆中人工生產(chǎn)出來(lái)的。52、核能原理核聚變是兩個(gè)輕原子核結(jié)合在一起釋放能量的反應(yīng)，主要包括氫的同位素氘（重氫）和氚（超重氫）聚合，或氘和氘聚合的反應(yīng)。核聚變釋放出的能量

4、叫核聚變能。但是，分子間的斥力作用很大，在常溫狀態(tài)下不會(huì)發(fā)生核反應(yīng)的！62、核能原理核聚變的反應(yīng)條件：1、質(zhì)量輕的原子（主要是指氫的同位素氘和氚）2、需要在幾百萬(wàn)攝氏度到上億攝氏度的高溫下才能發(fā)生，所以又叫熱核反應(yīng)72、核能原理核聚變的優(yōu)點(diǎn)：一是地球上蘊(yùn)藏的核聚變能遠(yuǎn)比核裂變能豐富得多。據(jù)測(cè)算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上僅在海水中就有45萬(wàn)億噸氘。二是既干凈又安全。 因?yàn)樗粫?huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的放射性物質(zhì)，所以是干凈的。同時(shí)受控核聚變反應(yīng)可在稀薄的氣體中持續(xù)地穩(wěn)定進(jìn)行，所以是安全的。2002年12月2日，我國(guó)建成了受控核聚變研究裝置核工業(yè)西南物理研究院的中國(guó)環(huán)流器二號(hào)A。82、核能原理

5、鏈反應(yīng)爆炸不可控的核反應(yīng)可控反應(yīng)堆核電站原子彈但是目前核聚變的實(shí)際應(yīng)用只是利用不可控的熱核反應(yīng)，即制造氫彈。迄今，達(dá)到工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的核能只有核裂變能。92、核能原理“受控的是天使，失控的是老虎”地球上可供開(kāi)發(fā)的核燃料資源，可提供的能量是礦石燃料的十多萬(wàn)倍。核能應(yīng)用作為緩和世界能源危機(jī)的一種經(jīng)濟(jì)有效的措施有許多的優(yōu)點(diǎn)，其一核燃料具有許多優(yōu)點(diǎn)，如體積小而能量大，核能比化學(xué)能大幾百萬(wàn)倍，運(yùn)輸和儲(chǔ)存都很方便，且開(kāi)采資源豐富。其二，核能發(fā)電不像化石燃料一樣向環(huán)境排放大量的污染物質(zhì)，污染少。其三是安全性強(qiáng)。從第一座核電站建成以來(lái)，全世界投入運(yùn)行的核電站達(dá)400多座，30多年來(lái)基本上是安全正常的。雖然有19

6、79年美國(guó)三里島壓水堆核電站事故和1986年蘇聯(lián)切爾諾貝利石墨沸水堆核電站事故，但這兩次事故都是由于人為因素造成的。隨著壓水堆的進(jìn)一步改進(jìn)，核電站有可能會(huì)變得更加安全。103、綠色核能1979年3月，位于美國(guó)賓夕法尼亞州的三里島核電站發(fā)生嚴(yán)重失水事故，放射性裂變產(chǎn)物泄漏到安全殼內(nèi)。1986年4月，前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站4號(hào)機(jī)組發(fā)生爆炸，31人當(dāng)場(chǎng)死亡，8噸多強(qiáng)輻射物質(zhì)傾瀉而出，污染遍及居住著694.5萬(wàn)人的15萬(wàn)平方公里地區(qū)，320多萬(wàn)人直接遭受核輻射侵害。 113、綠色核能放射性污染的特殊性（1）與一般化學(xué)毒害物質(zhì)污染不同，放射性污染通常是無(wú)嗅無(wú)色，其放射性與物質(zhì)的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，很不容易察

7、覺(jué)。（2）每一種放射性核素都有一定的半衰期，不因氣壓、溫度而改變。（3）通常放射性核素都能發(fā)射出具有一定能量的一種或幾種射線（、射線）。（4）放射性核素被動(dòng)物和人體吸收富集后，其電離輻射會(huì)引起生物組織內(nèi)分子和原子電離，破壞組織中的大分子結(jié)構(gòu)，威脅健康。其損傷方式有急性的，但多數(shù)情況下為慢性的、隱性的（遠(yuǎn)期效應(yīng)、軀體效應(yīng)、遺傳效應(yīng)），往往不易察覺(jué)，所以必須要預(yù)先排查，防患于未然。123、綠色核能美國(guó)曾先后頒布過(guò)多部生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指南，歐洲共同體和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)也都制定了放射性輻射標(biāo)準(zhǔn)以及放射性安全防護(hù)措施，以指導(dǎo)人們開(kāi)展放射性核素污染環(huán)境的生態(tài)安全評(píng)價(jià)及相關(guān)工作。133、綠色核能放射性核素污染環(huán)境

8、的生態(tài)修復(fù)研究主要成果與進(jìn)展如下：通過(guò)野外調(diào)查、與金屬超積累植物類比和植物系統(tǒng)發(fā)育特征分析的方法成功篩選出放射性核素超積累植物。研究發(fā)現(xiàn)放射性核素超積累植物在植物科、屬內(nèi)的分布存在一定的規(guī)律。國(guó)外對(duì)環(huán)境因素（如土壤理化性質(zhì)、土壤微生物、農(nóng)藝措施等）影響植物蓄積放射性核素的研究工作做得較為詳細(xì)和深入。目前國(guó)外已成功分離到一些抗輻射菌種和有潛在修復(fù)能力的菌種，包括對(duì)放射性核素有還原和固定能力的菌種。144、中國(guó)核能在實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的秦山一期和商業(yè)開(kāi)端的大亞灣之后，中國(guó)又建設(shè)了秦山二期、嶺澳、秦山三期和田灣等核電站。經(jīng)過(guò)幾代核電人的艱苦奮斗，中國(guó)核電站建造運(yùn)營(yíng)技術(shù)已基本進(jìn)入成熟階段。中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)最新數(shù)據(jù)顯示，截止2015年末，中國(guó)投入商業(yè)運(yùn)行的核電機(jī)組共30臺(tái)，總裝機(jī)容量達(dá)到2608萬(wàn)千瓦，但仍較發(fā)達(dá)國(guó)家差距很大。 154、中國(guó)核能164、中國(guó)核能我國(guó)在開(kāi)發(fā)與利用核能的同時(shí)也逐漸開(kāi)始重視生態(tài)與環(huán)境保護(hù)，不斷降低放射性核素帶來(lái)的輻射危害，并在輻射對(duì)動(dòng)植物、特別對(duì)人的影響方面做過(guò)大量的調(diào)查與研究工作，取得了很多成果，核農(nóng)學(xué)、核醫(yī)學(xué)、放射生態(tài)學(xué)等新興學(xué)科也相繼形成。然而，國(guó)內(nèi)就放射性核素污染地區(qū)的生物修復(fù)研究較少，目前主要集中在植物和動(dòng)物對(duì)137Cs和