不可再生能源与可再生能源

1、 / 8不可再生能源与可再生能源作者： dhepb 文章来源：国家环保总局网站 点击数： 59 更新时间： 2007-7-13 10:24:44不可再生能源泛指人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源资源，叫“不可再生能源”。如煤和石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中，经过漫长的地质年代而形成的 （ 故也称为“化石燃料” ） ，一旦被燃烧耗用后，不可能在数百年乃至数万年内再生，因而属于“不可再生能源”。可再生能源泛指从自然界获取的，可以再生的非化石能源，目前主要是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等自然能源。我国可再生能源资源非常丰富， 开发利用的潜力很大。大力发展可再生能源的开

2、发利用， 可以有效地延缓不可再生能源 （ 如煤、 石油、 天然气等化石燃料） 的消耗速度和匮乏趋势，是能源利用的方向。核裂变核裂变 （Nuclear fission） 是一个原子核分裂成几个原子核的变化。只有一些质量非常大的原子核像铀、钍等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量称为原子核能，俗称原子能。 1 克铀 235完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧2.5 吨煤所产生的能量。核聚变核聚变是指由

3、质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压） ，发生原子核互相聚合作用， 生成新的质量更重的原子核， 并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。 原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核，叫核聚变，如太阳发光发热的能量来源。相比核裂变，核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题，而且其原料可直接取自海水中的氘，来源几乎取之不尽，是理想的能源方式。目前人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理

4、的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很长的路要走。目前主要的几种可控核聚变方式：超声波核聚变激光约束（惯性约束）核聚变磁约束核聚变（托卡马克）核聚变比原子弹威力更大的核武器 氢弹，就是利用核聚变来发挥作用的。核聚变的过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程。只有较轻的原子核才能发生核聚变，比如氢的同位素氘(dao) 、氚 (chuan) 等。核聚变也会放出巨大的能量，而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程，它的光和热就是由核聚变产生的。核聚变能释放出巨大的能量，但目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现

5、非受控的人工核聚变。而要利用人工核聚变产生的巨大能量为人类服务，就必须使核聚变在人们的控制下进行，这就是受控核聚变。实现受控核聚变具有极其诱人的前景。不仅因为核聚变能放出巨大的能量，而且由于核聚变所需的原料 氢的同位素氘可以从海水中提取。经过计算， 1 升海水中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于100 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，这主要是因为进行核聚变需要的条件非常苛刻。发生核聚变需要在 1 亿度的高温下才能进行，因此又叫热核反应。可以想象，没有什么材料能经受得起1 亿度的高

6、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。可以预计，人们最终将掌握控制核聚变的方法，让核聚变为人类服务。利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。裂变时靠原子核分裂而释出能量。聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的较重的原子核而释出能量。最常见的是由氢的同位素氘(读 刀 ，又叫重氢)和氚(读川 ，又叫超重氢) 聚合成较重的原子核如氦而释出能量。 核聚变较之核裂变有两个重大优点。一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。据测算，每升海水中含有0.03 克氘，所以地

7、球上仅在海水中就有45 万亿吨氘。 1 升海水中所含的氘，经过核聚变可提供相当于300 升汽油燃烧后释放出的能量。地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的 1000 万倍，可以说是取之不竭的能源。至于氚，虽然自然界中不存在，但靠中子同锂作用可以产生，而海水中也含有大量锂。第二个优点是既干净又安全。因为它不会产生污染环境的放射性物质，所以是干净的。同时受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续地稳定进行，所以是安全的。目前实现核聚变已有不少方法。最早的著名方法是托卡马克 型磁场约束法。它是利用通过强大电流所产生的强大磁场，把等离子体约束在很小范围内以实现上述三个条件。虽然在

8、实验室条件下已接近于成功，但要达到工业应用还差得远。按照目前技术水平，要建立托卡马克型核聚变装置，需要几千亿美元。另一种实现核聚变的方法是惯性约束法。惯性约束核聚变是把几毫克的氘和氚的混合气体或固体，装入直径约几毫米的小球内。从外面均匀射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸发，受它的反作用，球面内层向内挤压（反作用力是一种惯性力，靠它使气体约束，所以称为惯性约束） ，就像喷气飞机气体往后喷而推动飞机前飞一样，小球内气体受挤压而压力升高，并伴随着温度的急剧升高。当温度达到所需要的点火温度（大概需要几十亿度）时，小球内气体便发生爆炸，并产生大量热能。这种爆炸过程时间很短，只有几个皮秒（ 1 皮

9、等于 1 万亿分之一） 。如每秒钟发生三四次这样的爆炸并且连续不断地进行下去，所释放出的能量就相当于百万千瓦级的发电站。原理上虽然就这么简单， 但是现有的激光束或粒子束所能达到的功率，离需要的还差几十倍、 甚至几百倍，加上其他种种技术上的问题，使惯性约束核聚变仍是可望而不可及的。尽管实现受控热核聚变仍有漫长艰难的路程需要我们征服，但其美好前景的巨大诱惑力，正吸引着各国科学家在奋力攀登。补充内容：每克笊聚变时所释放的能量为 5.8X108kJ ,大于每克U 235裂变时所释放的能量（8.2 X107KJ ）。从能源 的角度考虑，核聚变有几个方面比核裂变优越：其一，聚变产物是稳定的氦核，没有放射性

10、污染产生，没有难于处理的废料；其二，聚变原料笊的资源比较丰富，在海水中笊和氢之比为1.5X10-4 ： 1,地球上海水总量约为1018 吨，其中蕴藏着大量的氘，提炼氘比提炼铀容易得多。遗憾的是这个聚变反应需要非常高的温度，以克服两个带正电的氘核之间的巨大排斥力（从理论计算，要克服这种库仑斥力需要109 的高温） 。氢弹的制造原理， 就是利用一个小的原子弹作为引爆装置，产生瞬间高温引发上述聚变反应发生强烈爆炸。氢元素的几种同位素之间能发生多种聚变反应，这种变化过程存在于宇宙之间，太阳辐射出来的巨大能量就来源于这类核聚变。但我们目前尚没有办法在地球上利用这类核聚变发电，怎样能取得这样高的温度？用什

11、么材料制造反应器？怎样控制聚变过程等各种问题尚无答案。衰变不稳定 （ 即具有放射性）的原子核在放射出粒子及能量后可变得较为稳定，这个过程称为衰变（Radioactivedecay） 。这些粒子或能量（后者以电磁波方式射出） 统称辐射 （radiation） 。由不稳定原子核发射出来的辐射可以是a粒子、0粒子、丫射线或中子。放射性核素在衰变过程中，该核素的原子核数目会逐渐减少。衰变至只剩下原来质量一半所需的时间称为该核素的半衰期 (half-life) 。每种放射性核素都有其特定的半衰期，由几微秒到几百万年不等.能问题之我见2006-11-12 17:15如今，既是科技飞速发展的时代，又是能源短

12、缺的时代。科学家发现了一种新能源 核能， 核能是指使原子核分裂或聚合时所释放出的惊人的能量。 但是，核能和其他的能源一样，具有自己的优点和缺点。核能可以用来发电，用核能来发电具有极大的发展空间，核能发电有以下几个优点：核电是解决资源分布不均、能源短缺的重要途径。核电厂只需少量的原料，即可产生大量的热能，一个100 万千瓦的火电厂，每年需要330 万吨煤，而一个 100 万千瓦的核电厂每年只需补充约 30 吨核燃料， 核电厂的发电成本远远低于烧煤电厂的发电成本，单位成本比较低，法国的核电把各种费用都算在一起，每度电不过3 美分，约合人民币 0.25 元。从国家电力工业持续发展能源可能提供的条件出

13、发， 利用核能发电是解决我国资源分布不均、 能源短缺、 节省资金的重要途径。核电不会产生酸雨和温室效应。 烧煤发电所产生的酸雨和温室效应威胁着人类和其他生物的生存， 核电厂因为不需要空气中的氧来帮助燃烧， 不放出二氧化碳、二氧化硫和氮的氧化物，不会造成温室效应和酸雨，所以，为了减轻环境压力， 保护我们的生存条件， 保持我国经济的可持续发展， 寻求对环境不会造成污染的核电代替煤炭和水电发电是非常重要的。核电厂设计采取了纵深防御措施。提起核电厂，许多人都会想到苏联切尔诺贝利核电站泄漏事故， 中国核工业总公司有关人士肯定地表示： 自从切尔诺贝利事故发生以后， 世界各国核电厂都从中总结了经验， 加强了

14、安全设计， 核电是安全的。 为了防止核电厂的放射性物质外逸， 核电厂为反应堆设计了三层保护措施，第一层是密封的燃料包壳， 第二层是在燃料包壳外设置的坚固的压力容器和密闭的回路系统， 第三层是最外层的能承受内部压力的安全壳， 这三道屏障将放射性物质安全地封闭在反应堆内。 同时， 为了防止出现可能危及设备和人身安全的意外情况， 核电厂还对设备采取了多重保护， 当正常停堆遇到了意外事故， 停堆控制棒会自动落入反应堆内， 实行自动紧急停堆； 如果因为意外， 控制棒未能落入反应堆内， 核电厂会自动将高浓度的硼酸水喷入反应堆内， 实行自动停堆。 另外，核电厂为了防止管道破裂等百万中的 “ 一失 ” ， 设

15、计了专设安全设施， 核电厂的设计是绝对安全的。发展核电是世界趋势。核电在工业发达国家已经有几十年的发展历史，现在核电在世界上已经成为一种成熟的能源。目前，世界上共有500 多座发电用的核反应堆在运行，有近30 个国家和地区的核电厂在发电，核发电占世界总发电量的 17 。其中有12 个国家和地区核发电量超过自身总发电量的 1 4 ，有的国家已经超过70 。 预计， 今后 30 年核发电量将占世界总发电量的 30 以上。在世界范围内煤、 石油等能源日益紧缺， 环境污染日趋严重的现状下， 不少国家正准备考虑发展核电。核电带给我们的不仅仅是电。但是，核能发电虽然不会造成环境污染，但会造成周围的海域生态

16、污染；核废料的辐射能对人体有害，存放不易需埋放百年以上；核电造造厂之费用颇高，热效率却只有33% 。况且如果核能使用不当，就会造成很大的危害。人类一旦发动核战争，那将是一场灾难。在城市和工业地区，合成材料大规模的燃烧将释放（除烟之外）一种致命的有毒混合气体（称为热毒），其中有一氧化碳、氧化氮、臭氧、氰化物、三氧化物和呋喃，这类气体将覆盖北半球大部分地区，并持续好几个月。核战争将引起平流层臭氧的破坏， 使得紫外线 B 区的辐射穿透过去。 如果烟云仍然存在，就能够吸收大部分紫外线B,但臭氧保持层将恢复得更慢。因此，天空晴朗后地球的表面在几年内将受到致命的辐射。对人的辐射损伤，实际情况将是：任何规模

17、的冲突，对于离目标很远的幸存者的平均辐射， 比早期的估计要大一个数量级。 而相当规模的中期放射性尘埃的存在， 在总的效果中会占相当的比重。 而在主要目标下风处的人， 所受到的辐射也要远远大于平均剂量。在核战争的烟云覆盖着的天空，由于几周之内光强太小，阳光在相当长时间内减少绝大部分， 这意味着对绿色植物， 即所有重要的生态系统的基础遭到毁坏。因为所有的动物包括人在内都直接或间接地依赖于绿色植物， 而后者是通过光合作用从阳光中获得能量的。所以严重的缺乏阳光也就意味着生物量的锐减。严寒和黑暗还将对动物产生灾难性影响。在正常情况下的季节，动物也特别受不了零度以下的温度。 为了度过一个正常的冬天， 冬眠

18、动物需要整个夏天来养膘， 因此更长时间的低温就更难以忍受了。 食草动物将饿死， 而食草动物的死将剥夺食肉动物的食物。水上的生态系统也将受到破坏。 作为海上生态系统的光合作用基地的海上浮游植物， 对于过长的黑暗高度敏感； 它们的消失将马上导致海上食物链中更高级的动物饿死。1986 年 4 月 26 日前苏联切尔诺贝利核电站发生的事故，震动了世界，其后果几乎影响到整个国际能源界。这一天的凌晨1 点 23 分，位于苏联大城市基辅以北 130 公里白俄罗斯乌克兰大森林地带东部的切尔诺贝利核电站，第四号机组发生了事故， 反应堆猛烈爆炸， 引起熊熊大火导致反应堆堆芯毁坏和部分 厂房倒塌。 由于在事故发生后

19、最初几小时参加抢险工作的原因， 电站和事故处理的部分工作人员遭受了大剂量辐射。在最初的两天内，送往莫斯科129 名患者。在之后的三天中，这些病人中84人确定为H IV度急性射线并发症患者，27人为I度急性射线并发症患者。在基辅，有II - IV度患者11人，I度患者55人。 据 1987 年 7 月 8 日即一年多以后的报道， 工作人员中， 由于烧伤和急性射线并发症死亡的总人数为 30 人。这次事故是由几个没有想到的事件的综合原因所造成的，其教训是深刻的，我们应该从积极方面去考虑。 如果就此而放弃核能， 那么正如前苏联国家原子能利用委员会的报告所指出的： “ 将大大地增加有机燃料的开采和消耗。 由于后者连续不断地向生物圈释放有毒化学物质，这对于人类无疑将增加疾病的危险性，还增加对水资源和森林的破坏。 ”“核能除了其各种优越性外， 作为一