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核能:从发现到利用
撰写时间:2012-8-7 文章作者: 文章来源:

        核能(或称原子能)是通过转化其质量从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc²,其中E=能量,m=质量,c=光速常量。核能通过三种核反应之一释放:1、核裂变,打开原子核的结合力。2、核聚变,原子的粒子熔合在一起。3、核衰变,自然的慢得多的裂变形式。
      核能(nuclear energy)是人类历史上的一项伟大发现,这离不开早期西方科学家的探索发现,他们为核能的应用奠定了基础。 
        核能问世的准备时期,可以追溯到19世纪末至20世纪初。
      19世纪末,英国物理学家汤姆逊发现了电子;1895年,德国物理学家伦琴发现了X射线;

        1896年,法国物理学家贝克勒尔首次发现了天然铀的放射性;

        1898年,居里夫人又发现了新的放射性元素钋和镭;1902年,她经过4年的艰苦努力成功分离出毫克级的高纯镭;1905年,爱因斯坦提出了著名的质能转换公式E=mc2(c为光速,E为能量,m为转换成能量的质量)。


      1914年,英国物理学家卢瑟福通过实验,确定氢原子核是一个正电荷单元,称为质子。

        1932年,英国物理学家查得威克发现了中子。

        1938年,德国科学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼用中子轰击铀原子核,发现了核裂变现象。有些元素可以自发地放出射线,这些元素叫做放射性元素。放射性元素可以放出3种看不见的射线。一种是α射线,就是氦原子核。一种是β射线,就是高速电子。一种是γ射线,就是高能电磁波。其中γ射线的穿透能力最强。当中子撞击铀原子核时,一个铀核吸收了一个中子而分裂成两个较轻的原子核,同时发生质能转换,放出很大的能量,并产生两个或3个中子,这就是举世闻名的核裂变反应。
      在一定的条件下,新产生的中子会继续引起更多的铀原子核裂变,这样一代代传下去,像链条一样环环相扣,所以科学家将其命名为链式裂变反应。

        在1945年之前,人类在能源利用领域只涉及到物理变化和化学变化。

        二战时,原子弹诞生了。人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开对核能应用前景的研究。

        1946年,在法国居里实验室工作的我国科学家钱三强、何泽慧夫妇发现了铀原子核的“三裂变”、“四裂变”现象。链式裂变反应释放出巨大的核能,1千克铀235裂变释放出的能量,相当于2500吨标准煤燃烧产生的能量。只有铀233、铀235和钚239这3种核素可以由能量为0.025电子伏的热中子引起核裂变。它们都可用作核燃料,其中只有铀235是天然存在的,而铀233、钚239是在反应堆中人工生产出来的。铀235在天然铀中的含量仅为0.7%。 

      1954年 苏联建成了世界上第一座核电站------奥布灵斯克核电站。

       核能的发现和利用,是20世纪科技发展对人类社会最有影响的伟大成就之一。1955年1月,面对帝国主义的核讹诈、核垄断,以毛泽东主席为首的党中央作出了发展我国原子能事业的英明决策,自此,我国核工业从无到有迅速发展起来,掌握了原子弹、氢弹和潜艇核动力技术,建立了完整的核科技工业体系,确立了我国的核大国地位,维护了世界和平。改革开放以来,核能的和平利用,加快了核电、核燃料、核应用技术产业的发展,继我国大陆核电实现零的突破后,又实现了核电技术发展的重大跨越以及与国际管理的接轨,使核电成为实现我国经济可持续发展最现实的替代能源。