核能☢️

      在现在这个前沿科学发达、社会规模高速发展的时代，各项能源充斥于人类的生活需求各处。能源可以理解为能提供能量的物质，可服务于人类。比如发电、供暖、冶炼金属和作为各项领域的燃料提供动力。类型多样，如天然气、煤气、煤炭、石油…但今天我们要说的，是一种特殊的能源，那就是核能。

      核能的基本原理其实很好理解。在现实世界中，物质都是由原子构成。而其中的原子核又由质子和中子构成。原子核只占原子非常小的一部分，仅有千亿分之一。所以质子和中子需要一种变态强的聚合力，没错，此为核力。既然核力如此强大，如果将质子中子分裂（核裂变），或者两原子核聚合为一，那么就会释放出惊人的能量，这就是核能。所以核能也因为其性质成为了清洁能源以及不可再生能源。不会污染大气，也依赖燃料。

      在核能技术逐渐成熟的过程中，核能发电也成了重要的电能来源之一。如今人类主要利用的核能便是核裂变。核裂变的主要燃料就是原子质量较重的铀元素。如果将1kg铀全部裂变，释放的能量为8.2✖️10的13次方焦耳，相当于两千七百吨煤炭完全燃烧。很重要的一个原因是因为核裂变符合智能方程E=mc方。所以其利用价值非常之大。而核裂变之所以能够持续，是因为非常重要的链式反应。在一个中子轰击铀235原子后，除大量能量以外也会相继产生另外的中子，用来轰击其他铀235原子。在1～2～4～8～16～32的链式反应下，便可以实现核能连续供给。用于反应的场所便是核电站中的反应堆。反应堆产生热量之后，可以加热水管中的水流，产生蒸汽。而蒸汽就可以驱动汽轮机进行发电，产生高压电。所以整个过程的能量转换是由核能转换为热能，热能转换为机械能，机械能再转换为电能

      另外一种核能便是核聚变。与核裂变不同的是，聚变所需要的是较轻的氢元素及其同位素，通过原子核结合产生氦的同时释放大量能量。其现在没有广泛利用的原因在于不可控性。但是其利用价值非常之高。因为核聚变比核裂变产生的能量效应要高600倍，比煤高1000万倍。如果能够控制，有望彻底解决人类能源的问题。

      其次就是拓展。人们也将其利用到了不同领域。比如航天工业，农业，金属探测，年代测量器，伽马射线治疗，消毒等。而科学家也根据核裂变和核聚变造成两种不同的强力武器，没错就是原子弹和氢弹。可以理解为燃料不可控的链式反应。两者都能在方圆几十公里内造成毁灭性影响，并且在弹身爆炸周围会寸草不留，一切成为灰烬。目前仅有日本的广岛和长崎承担了如此重要的科学使命，功不可没。

      所以核能虽然是一种高能且清洁的能源，但是有几个要点我们需要知道。首先就是燃料铀235作为铀元素的同位素之一，世界储存量只有0.72%，而铀238占据99.275%。目前世界已探铀235的量可供人类使用80年，但是在海水中，却包涵45亿吨铀，可供人类使用几万年。其次就是在核裂变过程中会产生很多能量，从而会有辐射的出现。核裂变会产生伽马射线和中子射线，其穿透性非常强悍，可以破坏生物的DNA，产生变异甚至是死亡。比如前苏联切尔诺贝利核电站四号反应堆的事故爆炸，产生了400颗广岛原子弹等威力，在方圆30公里内产生了辐射冲击波。它可以说是间接导致苏联解体的原因之一。另一个就是发生于日本的福岛核电站泄漏事故，间接导致了生态破坏和经济损失，饮食也受到了影响。

      同时核废料也包涵很多放射性物质的杂志，其半衰周期长达数千年。即便过去几代人，废料依然会威胁人的生命。在废料的处理上，依旧是非常难的科学问题。日本在2021年就决定将核电站多达几百吨的核废水于2023年排放在太平洋。预计，如果排放将会严重威胁生态和经济。目前是否要排放依旧未知。

      所以在核能安全和利用上，人类还需要很长的路要走。特别是这种具备放射性，能够危害生态的物质能量。我们能否在利用其高能价值的基础上，对其进行良好控制，共同促进科学和人类社会资源发展，是一个值得深思且行动的问题。