核能是高效能源吗? ?
核能是高效能源吗? ?问题描述:核能是高效能源吗? ? A、是 B、不是领域专家:谢谢邀请!首先核能肯定是高效能源,我选A.下面我具体说一下
问题描述:核能是高效能源吗? ? A、是 B、不是
领域专家:谢谢邀请!首先核能肯定是高效能源,我选A.下面我具体说一下:人类必须寻找新能源,以满足人类日益增加的对能源的需求.核电是新兴的能源,是高科技的产物,是安全、清洁、高效的能源.原子弹是核能的一种应用.科技的进步,使人们实现了可控的链式核裂变反应.1954年人类首次实现了核能的和平利用,核电开始进入人类的生活.核能还可以用作卫星或船舰的动力,使卫星和核舰艇的续航能力大大提高.从原子核中释放出的辐射称之为核辐射.核辐射和核能是核反应产生的一对孪生兄弟.人类就生活在辐射环境中,但过量的核辐射是有害的,它可能使人致病、致死.当今,核辐射已广泛用于工业、农业、医疗等各方面.例如:特质材料的辐照改性、无损探伤、在线测量(测厚、料位等)、辐 照保鲜、辐射育种、辐照杀虫、X光、CT检查、放疗、化疗、γ(伽玛)刀;考古的年龄测量和刑事侦察等.化石能源(石油、煤炭、天然气)的生成需要亿万年,人类大规模的开采利用使之日趋枯竭.水力资源也是有限的.地热、风力、波浪、潮汐、太阳能等可再生能源至今尚未实现大规模工业应用.人类必须寻找新能源,以满足人类日益增加的对能源的需求.核电是新兴的能源,是高科技的产物,是安全、清洁、高效的能源.
领域专家:核能是高效清洁的能源,这是新相对于普通的能源来说的。
目前人类获取能源的方式主要有以下几种主要有三种
1)自然能源的直接获取。从人类进化的进程来看,一开始人类并不具有主动获取能源的本领,随着就连最原始的点燃木柴考个兔子的技能都没有。当雷击中原始森林爆发火灾时,无论对于居住于其中的人类和动物来说都是无疑都是一场灾难,但是也有有益的一面,就是当幸存下来的原始人类寻找食物时,发现经过野火烤过的动物尸体口味更好,更容易食用,然后才开始有意识的保留火种,以至于后来会钻木取火。
2)一次能源的获取。一次能源依然是自然能源,目前仍然是主要的能量来源,比如煤、石油、天然气、风能、地热能等能源的获取,但是人类已经学会了更高级的利用,将一次能源转化为二次能源如电能。
3)依据爱因斯坦的质能方程E=mc^2,通过核反应放出的能量作为一次能源。
核能高效体现在哪里呢?前段时间理论推导过1g富集度是2.45%核燃料(并非1gU235)就相当于约50kg的标准煤放出的热量,1g富集度是4.9%核燃料就相当于约100kg的标准煤放出的热量。
火电站利用化石燃料燃烧所释放出的化学能来发电,核电厂则利用核燃料的核裂变反应所释放的核能来发电。一座百万千瓦级的核电厂,即每小时发出100万度电,每年只需要补充约30吨核燃料,而同样规模的火电厂每年则需要烧煤300万吨;30吨核燃料一辆重型卡车即可拉走,而300万吨原煤,每天就需要有一列40节车厢的火车拉煤。
4)氚核聚变,在由四个质子(P)转变成一个氦原子核的过程中要释放两个中微子。即太阳里面发生核反应。目前依然是试验阶段。主要困难在于核聚变的条件苛刻,需要上亿度的高温以及用什么样的合适的装置来担当容器角色。目前主流的研究方法有两种即惯性约束核聚变和磁约束核聚变。
欢迎关注5月21号 下篇具体讨论这两种方法
领域专家:荷兰核研究与咨询集团(NRG)的科学家们,正将目光重新瞄向 1970 年代的研究课题,以期满足未来的能源需求。在1976 年的时候,NGR 团队曾经对钍熔盐反应堆技术进行过实验,其有望带来更清洁、安全的核反应堆,提供全球规模的能源供应。全球追求低碳的政治压力下,核能似乎成为了一种理想的选择。核反应堆在可靠性上有着可靠的记录(每瓦特致死率最低),且建设和生命周期内的碳排放比风能和太阳能设施还要低。
上图是 1970 年代首次进行的钍盐反应堆实验
不过核能确实有四个主要的缺点:
首先,反应所需的铀元素太过稀少,制备成本也相当高。
其次,生产核燃料的技术,也可用于制造武器。
第三,旧式核反应堆的设计,存在着发生灾难性崩溃的危险。
第四,没人能给出一个所有人都可以接受的、长期的核废料处理策略。
极高纯度的钍盐被小心放置到特制的坩埚中。
克服这些问题的其中一种方法,旧式用不同的裂变材料,取代传统的铀或钚。而自上世纪 40 年代以来,最具吸引力的选择,就是钍。
与铀不同,钍的储量丰富而广泛,因而不需要像制作浓缩铀那样费心、也无法轻易转而制造炸弹。此外,钍反应堆拥有天然的安全设计,如果反应失去控制、可以轻松将之关闭。
钍反应堆的放射性废弃物,寿命也相对较短 —— 短短几个世纪,即可变得无害。
在 Petten 测试反应堆的内部,带电粒子的运动速度比光速还要快。
如果你将足够多的铀(精炼燃料级)堆叠在一起,其释放的中子辐射就足以推动链式反应。在此过程中,铀原子就能自我维持原子核裂变。
然而钍反应堆的最大障碍,就是其自身难以达到临界质量。因此钍燃料必须与铀混合,或者借助其它外部中子源来启动反应过程。
一名 NRG 科学家正准备将钍元素放入要测试的 Petten 反应堆中。
从 1960 年代、直到 1976 年,美国橡树岭国家实验室(ORNL)进行过让氟化钍在熔融盐中溶解(而不是固体燃料元素)的实验。
尽管结果很有希望,这种方法还是被放弃了。自那时起,中国、印度、印尼等国都进行过钍反应堆实验,也曾考虑使用熔融盐作为燃料。但直到 NRG 接过指挥棒,橡树岭国家实验室的方法才被重新启用。
上图为定制的测试设备,钍盐位于最中心的位置。
在欧盟实验室联合研究中心,NRG 将进行多个阶段的盐辐照实验(SALIENT),以便将钍熔盐反应堆(TMSR)提升到足够商用的工业规模。
据游说团体 Thorium Energy World 所述,实验第一阶段着重于移除钍燃料在生命周期(核裂变过程中)产生的贵金属。(分离释放能量前,钍变成了铀)
World's First Thorium Molten Salt Experiment in over 45 Years
一旦达成该目标,他们下一步将确定建造 TSRM 反应堆的普通材料性能有多好。其必须能够经受得住腐蚀性的高温盐混合物,或者寻找其它方法来降低维护和运营成本。
这或许包括一种叫做“哈斯特洛伊”(hastelloy)的耐蚀镍基合金,或者钛-锆-钼(TZM)合金。而他们的终极目标,是打造模块化、可扩展、符合当地能源需求的 TMSR 反应堆,提供 24 小时的电力供应。
因为熔融盐的使用,意味着可以在反应仍在进行的时候加注燃料,从而极大地减少停机时间。
领域专家:确实是高效能源。且风电,光伏等都是未来发展的优势行业,是全球能源的大趋势。但愿我国电力制造业能够越来越精,跟上全球能源改革的浪潮,甚至弯道超越。
领域专家:核能是高效能源。与其他能源相比毋庸置疑,核能的效率肯定要高,不过核能最主要的是安全问题,所以,发展核电必须是在保证安全的前提下阶段性探索发展。
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