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核电,你是天使还是恶魔

这是一种高效、环保、廉价的能源。它的发电效率远超煤炭和石油,又不会产生破坏环境的有毒有害气体和烟尘,成本也低于煤电。中国是能源消耗大国,因此大力发展这种能源非常有必要…… 猜猜看,这是一种什么能源? 你一定猜不到,它就是让人们心存恐惧的核能! 其实,利用核能发电具有许多优点,核电在国际上的发展形势也是一片光明。然而,随着“3·11”日本大地震的发生,福岛核电站的核泄漏事故引起世界关注。核电站的危险性也暴露出来了。一时间,人们谈核色变,不少国家开始对核电设施进行检修。即将上马的核电项目也停了下来,一些国家的民众甚至反对政府兴建新的核电站。 核电,究竟是天使还是魔鬼?它是否如传言中所说的那么可怕?人类今后还要发展核能吗? 核能利用史 核能,在普通人眼里是那么神秘,它究竟是一种什么样的能源呢?还是让我们先去了解一下核能的来龙去脉吧。 核能的发现只有百年历史。1905年,著名物理学家爱因斯坦提出了相对论。相对论中有一个极为著名的公式E=mc2,这个公式告诉人们:质量可以转化为能量,而且转化的效率极为惊人。要是能把1千克的物质完全转化为能量,就可以获得约250亿度的电! 哇,物质里蕴藏着这么多的能量啊!这让饱受能源危机困扰的人们两眼放光。从此,科学家开始研究核能。 1938年,核物理学家发现,一些重金属(比如铀、钚等)的原子核在受到中子轰击后会发生裂变,在裂变过程中质量就可以转化为能量,其原理符合相对论。美国科学家根据这一现象,利用高浓度的铀制造出原子弹,并于1945年在日本的广岛和长崎分别投下一颗原子弹(即核武器)。 科学家多聪明呀,他们很快想到:小小的原子核里蕴藏着巨大的能量,不过在核武器中,能量是通过剧烈爆炸释放的,非常危险,要是能让能量缓慢地释放出来,不就可以保证安全,人类就可以利用这些能量发电了吗? 真是个好主意!为了安全利用核能,科学家开发出了很多保护措施:降低燃料棒中铀(或钚)的浓度,仅为3%~5%;添加慢化剂,让核裂变慢下来;不断循环冷却水,给核电设施降温;配置由铅制成的控制棒,能吸收核反应堆(即装有核燃料可进行核裂变的装置)中的所有中子,在危急时刻可让核反应立即停止。 终于,1954年,苏联设计建造了世界上第一座核电站。核电站发电的原理是用核燃料产生的热能去加热水产生水蒸 气,用水蒸气推动发电机发电。 知识链接 裂变 物质由原子组成,原子的中心是由质子和中子组成的原子核。一个较大的原子核分裂成几个较小的原子核,并在分裂的过程中释放出大量能量的过程,叫做裂变。 地震酿成的惨剧 今年3月11日下午,日本发生里氏9级大地震之后,按照安全设计,震区内所有核电站的反应堆自动关闭,核反应也随之停止了。但不幸的是,震区又遭遇海啸,摧毁了备用发电机组,使得核电站的冷却系统完全失灵,反应堆产生了大量余热,造成严重事故。痛定思痛,人们不禁要问: 核电站会发生核爆炸吗? 福岛第一核电站曾发生多次爆炸事故,浓烟滚滚,好恐怖呀!那核电站会发生核爆炸吗? 其实,福岛第一核电站发生的是氢气爆炸。原来,即使核反应立刻停止,核反应堆仍然会产生热量。福岛核电站的冷却水因断电无法循环,在高温下分解成大量氢气,从而发生了氢气爆炸。 核电站使用的铀浓度很低,一般仅为3%~5%。要发生核爆炸,燃料棒中铀的浓度要达到95%以上才行。因此,无论哪个核电站发生事故,都不可能发生核爆炸。 既然没有发生核爆炸,那放射性核污染物是从哪里来的呢?原来,氢气爆炸损毁了核反应堆的外壳,使放射性物质泄漏到了核电站外部,并随风顺水扩散。 核泄漏会产生哪些危害? 核事故按照严重程度共分为7级。历史上最严重的核泄漏事故是1986年发生在苏联的切尔诺贝利核电站(现位于乌克兰)的核事故,为7级(即大量核物质泄漏,造成巨大破坏)。发生在福岛的核事故也是7级。 核泄漏会威胁到人体安全。直接接触空气和水中的放射性物质,或者食用含有放射性物质的食物,都可能使人体受到伤害。 放射性物质会产生高能射线,损伤人的肌体组织、细胞甚至DNA。人一旦受到放射性物质辐射,可能出现乏力、不适、食欲减退、呕吐、腹泻、休克、白细胞数量下降、DNA受损等症状,最严重的会患上癌症甚至死亡。 怎样应对核辐射? 万一遭遇核辐射,可以用以下方法来减少受到的伤害: 尽量少出门,出门时要戴好防尘口罩,进门后立即洗手和换洗衣服。家里门窗尽量关闭,严防核粉尘入室。 下雨天最好不要出门,即使出门,也要尽量把自己包裹得严严实实,回家后立即换衣服。 不要食用受到核辐射污染的蔬菜、海鲜等食品。 知识链接 放射性物质:放射性物质的原子核会不断分裂(物理学上叫衰变),同时放出射线。放射性物质包括铀、钚、钍等。 天使还是恶魔 经过这次核泄漏事故,核电的缺点暴露无遗,这让人们对核电设施产生了戒心,核电的发展也饱受争议。 其实,核电具有很多优点,让我们细数一下吧: 核燃料体积小而能量大,1千克铀释放的能量相当于2400吨煤释放的能量。一座100万千瓦的核电站,一年只需要28吨铀燃料就足够了。所以,核电站的运营成本很低。 用煤发电会不断排放二氧化碳、二氧化硫等污染物。而核电站设置了层层屏障,基本上不向外排放污染环境的物质。 核电站正常运行时产生的放射性污染也很少。据测算,核电站周边居民一年接受的放射性辐射,还没有一次X光透视所接受的多。 当然,我们不能只看优点,还要考虑到核电的危险性。核电站一旦发生核泄漏事故,对环境会造成严重破坏。为了让核电更加安全可靠,科学家正在发展更加先进的核电技术。如中国和美国正在建设的第三代AP1000核电站,采用了“非能动系统”,即便完全断电,安全系统也可以自动启动,不受影响。 核电站会产生放射性很强的核废料,怎么处理这些核废料呢?科学家正在研究更安全的填埋处理方式,还在尝试回收利用核废料。近年来,中国科学家已经掌握了一些核废料的回收利用技术。目前,全世界共有核电站400多座,每年的发电量约占全球总发电量的16%。我国目前拥有秦山、大亚湾、田湾和岭澳等数座核电站。正在建设和规划中的核电站则多达数十座。 我们相信,随着科学技术的不断发展,核能的利用将越来越安全,越来越高效,核能将为人类应对能源危机做出越来越多的贡献。

杨先碧 晓阳

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