第十七章 能源与可持续性发展

1、第十七章第十七章 能源和可持续发展能源和可持续发展认识各种能源认识各种能源太阳能太阳能水能水能风能风能地热能地热能生物能生物能化石能源化石能源核能核能潮汐能潮汐能能源的分类能源的分类 一一.按转换传递过程分类按转换传递过程分类： 1.一次能源：可以从自然界直接获取的能源。 如：化石能源、生物能源、太阳能、风能、水能地热能和核能等。 2.二次能源：无法从自然界获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源。 如：电能能源的分类能源的分类 二.按属性分类 1.可再生能源：短时间内可从新获取的能源 如：太阳能、水能、风能、地热能、生物能等。 2.不可再生能源：短时间内无法获取的能源 如：化石能源、核能等

2、能源的分类能源的分类三.按开发利用状况分类：（1）常规能源，如：煤、石油、天然气、水能、生物能。（2）新能源，如：核能、地热能、太阳能、潮汐能、风能。能源的分类能源的分类四.按其形成和来源分类：（1）来自太阳辐射的能量， 如：太阳能、煤石油、天然气、水能、风能、生物能等（2）来自地球内部的能量， 如：核能、地热能。几种重要的新能源几种重要的新能源 一.核能：原子核分裂或聚合时原子释放的能量1.核裂变：使用的物质主要是指铀235或钚2.核聚变：使用的物质氢原子核（氘和氚）结合成较重的原子核（氦）时放出巨大的能量核物质的获取 U235：天然铀矿中含量少（0.7），主要为U238.可以通过用离心机进

3、行人工提纯核电站所需的燃料一般为低浓铀（铀-235的丰度不超过20）。而核武器所需的铀则要求铀-235的丰度在90以上。 .钚239从铀235反应堆中的乏燃料中提取有用的副产品裂变物质钚（钚是制造核武器的另一种主要的核材料）。或是由重水反应堆生产。有了重水就可以用重水堆生产钚（即反应堆可以采用天然铀而无需采用浓缩铀作为核燃料）。 氘或氚（H2、H3）的获取1升海水中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于300升汽油燃烧释放的能量。全世界的海水几乎是“取之不尽”的，因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困扰。 但是人们现在还不能进行受控核聚变，发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行，因此又

4、叫热核反应。可以想象，没有什么材料能经受得起1亿度的高温。此外还有许多难以想象的困难需要去克服。尽管存在着许多困难，人们经过不断研究已取得了可喜的进展。科学家们设计了许多巧妙的方法，如用强大的磁场来约束反应，用强大的激光来加热原子等核能的利用情况 全世界已有30个国家拥有核电站，法国已将核能作为该国主要能源（占其能源总量的75.2），其中核能利用最多的是美国，其装机功率为10123万千瓦 中国80年代动工兴建自行设计建造的30万千瓦（电）秦山核电站在1991年底投入运行。大亚湾核电站于1987年开工，于1994年全部并网发电。核能占我国能源总量的1.9.核事故与核战争 1957年前苏联Kysh

5、tym核事故 事故当时造成70-80吨核废料发生爆炸并散播至800平方公里的土地上 1979年在美国宾夕法尼亚州的三英里岛核电站2号反应堆发生的一次放射性物质外泄事故。导致电站周围80千米范围内生态环境受到污染。 1986年 切尔诺贝利核泄漏事故被称之为历史上最严重的核电站灾难。切尔诺贝利核电站第4号反应堆发生爆炸，更多爆炸随即发生并引发大火，致使放射性尘降物进入空气中。据悉，此次事故产生的放射性尘降物数量是在广岛投掷的原子弹所释放的400倍。在核事故的危害下有33人死亡，28万多人疏散核电站发生事故后，大量放射尘埃污染到北欧、东西欧部分国家造成的直接经济损失达20亿卢布（约合29亿美元).

6、世界上有5万多个核弹头，约达200亿吨TNT当量的核武器,一旦发生核战争,整个地球就会变成暗无天日的灰色世界,人类生存条件被毁于一旦在核武器历史上，核武器曾被使用的战争，只有在第二次世界大战中的广岛市原子弹爆炸、长崎市原子弹爆炸,两市几乎完全被毁灭。人们开始重现核武器带来的后果，并担心核战争一旦爆发整个世界都会被毁灭，于是核武大国美国、苏联和其他三个拥有核武的国家英国、法国、中国，一起签署核不扩散条约。太阳能太阳能 太阳能是由内部氢原子发生聚变释放出巨大核能而产生的能，来自太阳的辐射能量 人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的。此外，水能、风能等也都是由太阳能转换来的太阳能的利用太阳能的利用能源的革命能源的革命 第一次：钻木取火 第二次：热机的使用 第三次：核能的开发与和平利用 第四次？能量的转移与转化的方向性能量的转移与转化的方向性 内能的转移只能自然的从高温的地方