地壳就是地球表面的一层,一般厚度为几公里至70公里不等 。地壳下面是地幔,它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900公里 。
火山爆发一般是这部分岩浆喷出 。地球内部为地核,地核中心温度为2000度 。
可见,地球上的地热资源贮量也很大 。中国目前的能源利用困难主要表现为:能源资源总量比较丰富但人均能源资源拥有量较低;能源资源赋存分布不均衡;能源资源开发难度较大;资源约束突出,能源效率偏低;能源消费以煤为主,环境压力加大;市场体系不完善,应急能力有待加强等 。
因此开发新能源是能源发展的必要途径,而在我看来在开发新能源当中,核能应重点开发;理由如下:一,由人类研究核的发展历程来看,核由难以被人发现的不可再分粒子演变成可以释放巨大能量的核反应堆,这说明每一个阶段的科学家都在埋头于发现核的秘密,从另一个角度看,核能越来越重要了 。二,核能之所以受到科学家的关注,不仅是因为人类的能源缺乏,更重要的是核能本身的巨大能量,如我们看到的太阳就是通过核聚变释放能量的,甚至我们现在利用的化石能源都是来自太阳内部的核聚变!三,核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染 。
四,核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳 。五,核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,没有其他的用途 。
六,核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便,一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送 。七,核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法为稳定 。
基于以上的优点,在当下每一个国家都在大学设立了相关的课题研究核能;在我国,几所著名大学如北大,清华,浙大,中大等大学都设立了和工程与核技术专业;这再一次证明了核能就是能源未来的发展!然而,我认为使核能不能成为目前的主要能源的原因主要是:1.核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰 。2.核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境里,故核能电厂的热污染较严重 。
3.核能电厂投资成本太大,电力公司的财务风险较高 。4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转 。
5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争 。6.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 。
7.核能的释放主要通过裂核反应和热核反应(即核反应堆),但是热核反应是要利用裂核反应来实现的,而裂核反应是需要不稳定的重核,不稳定的重核主要是铀-235,这是一种很稀小资源!所以在资源方面也造成了一定的困难 。8.核技术的难度极高,所以需要尖端的技术人才,这也是一个困难 。
总的来说,能源未来的发展之路即使很模糊,但这就像法拉第当年发现电磁感应定律一样,核能的未来将是不可估计的巨大 。
新能源是相对于常规能源说的,有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种 。新能源的共同特点是比较干净,除核裂变燃料外,几乎是永远用不完的 。由于煤、油、气常规能源具有污染环境和不可再生的缺点,因此,人类越来越重视新能源的开发和利用 。
(1)核能技术 。核能有核裂变能和核聚变能两种 。核裂变能是指重元素(如铀、钍)的原子核发生分裂反应时所释放的能量,通常叫原子能 。核聚变能是指轻元素(如氘、氚)的原子核发生聚合反应时所释放的能量 。核能产生的大量热能可以发电,也可以供热 。核能的最大优点是无大气污染,集中生产量大,可以替代煤炭、石油和天然气燃料 。①核裂变技术,从1954年世界上第一座原子能电站建成以后,全世界已有20多个国家建成400多个核电站,发电量占全世界16% 。我国自己设计制造建成的第一座核电站是浙江秦山核电站30万千瓦;引进技术建成的是广东大亚湾核电站180万千瓦 。核电站同常规火电站的区别是核反应堆代替锅炉,核反应堆按引起裂变的中子不同分为热中子反应堆和快中子反应堆 。由于热中子堆比较容易控制,所以采用较多 。热中子堆按慢化剂、冷却剂和核燃料的不同,有轻水堆、重水堆、石墨气冷堆、石墨水冷堆,这些堆型各有优点,目前一般采用轻水堆较多 。快中子反应堆的优点可以充分利用天然铀资源,热中子堆只能利用天然铀中2%的左右的铀,而快中子增值堆可以利用60%以上 。②核聚变技术,这是在极高温度下把两个以上轻原子核聚合,故叫热核反应 。由于聚变核燃料氘在海水中储量丰富,几乎人类可用之不尽 。可以说,世界人类永恒发展的能源保证是核聚变能 。
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