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核能环保

发布时间:2019-03-18 15:50:53

核能环保

核能是人类希望的未来能源之一。人们开发核能的途径有两条:一是重元素的裂变,如铀的裂变;二是轻元素的聚变,如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术,己得到实际性的应用;而轻元素聚变技术,也正在积极研究之中。可不论是重元素铀,还是轻元素氘、氚,在海洋中都有相当巨大的储藏量。

铀是目前重要的核燃料,1千克铀可供利用的能量相当于燃烧2500吨高质煤。然而陆地上铀的储藏量并不丰富,且分布极不均匀。只有少数**拥有有限的铀矿,全**较适于开采的只有100万吨左右,即使加上低品位铀矿及其副产铀化物,总量也不超过500万吨,按消耗量,只够开采几十年。而在巨大的海水水体中,却含有丰富的铀矿资源。据估计,海水中溶解的铀的数量可达45亿吨,相当于陆地总储量的几千倍。如果能将海水中的铀全部提取出来,所含的裂变能可保证人类几万年的能源需要。不过,海水中含铀的浓度很低,1000吨海水只含有3克铀。只有先把铀从海水中提取出来,才能应用。而要从海水中提取铀,从技术上讲是件十分困难的事情,需要处理大量海水,技术工艺十分复杂。但是,人们已经试验了很多种海水提铀的办法,如吸附法、共沉法、气泡分离法以及藻类生物浓缩法等。

60年代起,日本、英国、联邦德国等先后着手研究从海水中提取铀,并且逐渐建立了从海水中提取铀的多种方法。其中,以水合氧化钛吸附剂为基础的无机吸附方法的研究进展快。评估海水提铀可行性的依据之一是一种采用高分子粘合剂和水合氧化钻制成的复合型钛吸附剂。海水提铀已从基础研究转向开发应用研究的阶段。日本已建成年产10千克铀的中试工厂,一些沿海**也计划建造百吨级甚至千吨级工业规模的海水提铀厂。

氘和氚都是氢的同位素。它们的原子核可以在一定的条件下,互相碰撞聚合成较重的原子核 --氦核,同时释放巨大的核能。一个碳原子完全燃烧生成二氧化碳时,只放出4电子伏特的能量,而氘-氚反应时能放出1780万电子伏特的能量。据计算,1 公斤氢燃料,至少可以抵得上4公斤铀燃料或1万吨高质煤燃料。

每升海水中含有 0.03克氘。这0.03克氘聚变时释放出采的能量相当于300升汽油燃烧的能量。海水的总体积为13.7亿立方公里,共含有几亿亿公斤的氘。这些氘的聚变所释放出的能量,足以保证人类上百亿年的能源消耗。而且氘的提取方法简便,成本较低,核聚变堆的运行也是十分安全的。因此,以海水中的氘、氚的核聚变能解决人类未来的能源需要'将展示出的前景。

核聚变

核聚变

氘 -氚的核聚变反应,需要在上千万度乃至上亿度的高温条件下进行。这样的反应,已经在氢弹上得以实现。用于生产目的的受控热核聚变在技术上还有许多难题。但是,随着科学技术的进步,这些难题正在逐步解决的。

1991年11月9日,由l 4个欧洲**合资,在欧洲联合环型核裂变装置上,成功地进行了初次氘-氚受控核聚变试验,发出了1.8兆瓦电力的聚变能量,持续时间为2秒,温度高达3亿度,比太阳内部的温度还高20倍。核聚变比核裂变产生的能量效应要高600倍,比煤高1000万倍。因此,科学家们认为,氘-氚受控核聚变的试验成功,是人类开发新能源的一个里程碑。在下个世纪,核聚变技术和海洋氘、氚提取技术将会有重大突破。这两项技术的发展和不断的成熟,将对人类社会的进步产生重大的影响。

另外,“能源金属”锂是用于制造氢弹的重要原料。海洋中每升海水含锂15~20毫克,海水中锂总储量约为2.5 1011吨。随着受控核聚变技术的发展,同位素锂6聚变释放的巨大能量终将和平服务于人类。锂还是理想的电池原料,含锂的铝镍合金在航天工业中占有重要位置。此外,锂在化工、玻璃、电子、陶瓷等领域的应用也有较大发展。因此,全**对锂的需求量正以每年7%~11%速度增加。主要是采用蒸发结晶法、沉淀法、溶剂萃取法及离子交换法从卤水中提取锂。

重水也是原子能反应堆的减速剂和传热介质,也是制造氢弹的原料,海水中含有 2 1014 吨重水,如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决,从海水中大规模提取重水一旦实现,海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。

月球核能

早在20世纪60年代末和70年代初,美国阿波罗飞船登月时,6次带回368.194千克的月球岩石和尘埃。科学家将月球尘埃加热到3000华氏度时,发现有氦等物质。经进一步分析鉴定,月球上存在大量的氦-3。科学家在进行了大量研究后认为,采用氦-3的聚变来发电,会更加安全。

有关认为,氦-3在地球上特别少,但是月球上很多,光是氦-3就可以为地球开发1万-5万年用的核电。地球上的氦-3总量仅有10-15吨,可谓奇缺。但是,科学家在分析了从月球上带回来的月壤样品后估算,在上亿年的时间里,月球保存着大约5亿吨氦-3,如果供人类作为替代能源使用,足以使用上千年。

核安全

当今,全**大约16%的电能是由核反应堆生产的,有9个**的40%多的能源生产来自核能。在这一领域,**原子能机构作为隶属联合国大家庭的一个**机构,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**标准。

**原子能机构的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。**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**努力中扮演重要作用。

随着各国的核能计划增多,公众日益关注核安全问题,**原子能机构在核安全领域的职责也扩大了。为此,**原子能机构制订了辐射防护基准标准,并就特定的业务类型颁布了有关条例和业务守则,其中包括安全运送放射性材料方面的条例和业务守则。依据《核事故或辐射紧急援助公约》和《及早通报核事故公约》,一旦发生放射性事故,**原子能机构会立即采取行动,确保向成员国提供紧急援助。

**原子能机构还对其他几个核安全方面的**条约担负着保存任务。这些**条约包括:《核材料实物保护公约》,《维也纳核损害民事责任公约》,《核安全公约》以及《废燃料管理安全和放射性废物管理安全联合公约》。后一个公约是针对核安全问题的个**性的法律文书。

**原子能机构就各成员国实施原子能计划提供援助和咨询意见,并且积极推动各国就科技信息进行交流。该机构还帮助各国政府在水、卫生、营养及药物和食品生产等领域和平利用原子能。这方面一个突出的例子是利用核辐射技术所开展的突变育种工作。通过这一工作,将近2000个新的优良作物品种业已开发成功。

当前,围绕能源选择的问题争论不休。这场争论的起因是**社会试图控制二氧化碳向大气层的排放,因为二氧化碳进入大气层导致了全球升温。**原子能机构强调核能的种种好处,认为作为一种重要的能源来源,核能不存在温室气体和其他有毒气体排放的问题。

通过其设在维也纳的**核信息系统,**原子能机构对几乎所有核科学和技术方面的信息进行收集和传播。**原子能机构还与联合国教育、科学及文化组织合作,在意大利东北部城市的里雅斯特设立了**理论物理中心。该中心拥有三个实验室,开展原子能基础应用方面的研究。**原子能机构还与联合国粮农组织合作,开展原子能应用于粮食和农业生产领域的研究。该机构还与**卫生组织合作,开展核辐射应用于医药和生物学领域的研究。此外,**原子能机构在摩纳哥还设有海洋环境实验室。该实验室得到了联合国环境规划署和教育、科学及文化组织的协助,共同对全球海洋环境污染的情况进行研究。


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