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哥哥姐姐弟弟妹妹们,大家好,我是王同学。
接上篇。
核能也叫原子能,也叫原子核能,他们指的是同一个东西,都指的是原子结构发生变化时放出的能量。
1905年,爱因斯坦在相对论中提出的质能方程——E=mc^2,这是核能来源的物理规律。这告诉我们,极少的质量就可以转化出巨大的能量。
我们可以通过三种核反应获得核能。第一,核裂变,第二,核聚变,第三,核衰变。
核裂变是较重金属元素铀,钚的原子核发生分裂反应时所释放出的裂变能。核聚变是较轻元素氘,氚的原子核发生聚合反应时所释放的聚变能。
核衰变是原子核自发衰变过程中释放能量,核衰变是一种自然的,非常慢的裂变形式,能量难以利用,所以目前只主要使用核裂变和核聚变获得核能。
目前核电普遍利用的是核裂变技术,全球核电站采用的堆形都是裂变堆,核聚变是未来核电发展的方向,但是技术有待突破,前景尚不明朗。
之所以说核聚变是未来的发展方向,它的优点有三,
第一,地球上蕴藏的核聚变原料远比核裂变原料丰富,可控聚变能电站主要燃料是氘,大量存在于海水中,海水中大约每6500个氢原子就有一个是氘,据估计,每立方米海水当中氘原子蕴含的能量大约相当于燃烧13600亿桶原油的能量,这个数量接近地球上存储的原油总量。也就是说,海水中的氘足以满足人类未来几十亿年对于能源的需求。人类要实现无限能源,最重要看的核能,核能主要看核聚变。
第二,核聚变没有放射性核废料,对环境更加友好。核聚变是原子核之间的聚合作用,从一种原子变成另一种原子,恒星进行核聚变之后,最终产生的结果是铁元素。
第三,核聚变释放的能量比核裂变大的多。
王同学前一段时间看中核集团的消息,国际首个电站规模的核聚变实验对即将投入运行,预计再过30年,核聚变可以实现商用。几年前我看他们预计的时间还是50年,现在已经缩短到30年了,核聚变的研发确实是上快车道了。
核电作为世界核能和平利用的重要形式,与火电,水电并称为世界电力供应三大支柱。
根据2021年核能发电占比数据,世界各国电力结构中,核电占比超过10%的有 22个国家,超过50%的有 4个国家。其中法国核能发电量占比69.0%,乌克兰55.0%,韩国28.0%,俄罗斯20.0%,美国19.6%,中国数据是5.0%。
前一段时间我同学还看到中广核董事长发表演讲,说碳达峰碳中和的目标下,按照2030,2050年核发电量分别占比达到10%和18%,核电在运机至少需要达到1.5亿kw和3.8亿kw。以此为依据,需要加大核电发展力度,未来十年必须保持每年核准十台以上核电机组发展力度。全世界大多数在建和拟建的核反应堆都在中国。
未完。
自知,重基础,专心致志
王同学
2023.3.28
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