核能是什么意思(什么叫核能)

作者:佚名      发布时间:2021-08-08      浏览量:54786
核能是什么意思核能 [hé néng][释义] 由原子核的变化(如由伴有质量损失的重核的裂变或形成较重核的轻核的聚变)释放出的能量。核能(或称原子能)是通过核反应从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc2 ,其中E=能

核能是什么意思


核能 [hé néng]
[释义] 由原子核的变化(如由伴有质量损失的重核的裂变或形成较重核的轻核的聚变)释放出的能量。
核能(或称原子能)是通过核反应从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc2 ,其中E=能量,m=质量,c=光速。

核反应堆中核裂变所释放出的热能,叫核能。
核反应堆,又称为原子反应堆或反应堆,是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。

核能(英语:Nuclear energy),又称原子能,是由组成原子核的粒子之间发生的反应释放出的能量。
核能(或称原子能)是通过核反应从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc2 ,其中E=能量,m=质量,c=光速。核能可通过三种核反应之一释放:1、核裂变,较重的原子核分裂释放结合能。2、核聚变,较轻的原子核聚合在一起释放结合能。3、核衰变,原子核自发衰变过程中释放能量。


什么叫核能


核能的利用是20世纪能源科学的主要成就。
核能又称原子能,是原子核中的核子重新分配时释放出来的能量。核子指的是组成原子核的基本单位粒子,是质子和中子的统称。
人类和平利用核裂变能的关键技术是实现链式裂变反应。链式裂变反应指的是原子核的连续裂变过程。
核反应堆是维持可控核裂变链式反应的装置。核反应堆一般由堆芯、控制棒、反射层、堆内支撑机构、反应堆容器等组成。

核能
核能发电:
核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。
核能发电
nuclear electric power generation
利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外(见轻水堆),其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热,在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水,然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽,经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。
简史 核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。动力堆的发展最初是出于军事需要。1954年,苏联建成世界上第一座装机容量为 5兆瓦(电)的核电站。英、美等国也相继建成各种类型的核电站。到1960年,有5个国家建成20座核电站,装机容量1279兆瓦(电)。由于核浓缩技术的发展,到1966年,核能发电的成本已低于火力发电的成本。核能发电真正迈入实用阶段。1978年全世界22个国家和地区正在运行的30兆瓦(电)以上的核电站反应堆已达200多座,总装机容量已达107776兆瓦(电)。80年代因化石能源短缺日益突出,核能发电的进展更快。到1991年,全世界近30个国家和地区建成的核电机组为423套,总容量为3.275亿千瓦,其发电量占全世界总发电量的约16%。世界上第一座核电站—苏联奥布宁斯克核电站.
中国大陆的核电起步较晚,80年代才动工兴建核电站。中国自行设计建造的30万千瓦(电)秦山核电站在1991年底投入运行。大亚湾核电站正加紧施工。
核能发电原理 核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片,同时放出中子和大量能量的过程。反应中,可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗,至少有一个中子能引起另一个原子核裂变,使裂变自持地进行,则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。
要用反应堆产生核能,需要解决以下4个问题:①为核裂变链式反应提供必要的条件,使之得以进行。②链式反应必须能由人通过一定装置进行控制。失去控制的裂变能不仅不能用于发电,还会酿成灾害。③裂变反应产生的能量要能从反应堆中安全取出。④裂变反应中产生的中子和放射性物质对人体危害很大,必须设法避免它们对核电站工作人员和附近居民的伤害。
参考资料:中国大百科全书电子版
用核能为微型装置提供动力
目前,世界各地的研究人员正在开发宽度小于人的头发的微型装置,用于从生化传感器到医学植入体的各种用途。但这方面存在着一个障碍:目前还没人能拿出一种与这么小的微型机械装置相匹配的能源。
任何一个随身携带过使用五磅重电池、而自重仅一磅的便携式电脑的人都该明白这句话的意思。为了实现这些装置的全部潜在用途,需要有这样一种能源,它既能提供强大的动力,又要小得足以安装在同一块芯片上。
现在,威斯康星大学的一组工程师相信他们也许找到了正确的方法。他们已经开始了一个利用核能来提供能量的项目,但这些发电机将与向家庭和工厂提供电力的带穹顶的核电厂完全不同。
这些微型装置的能源不是靠转动的涡轮机来发电,而是利用微量的放射性物质,通过它们的衰变来产生电能。以前也有过这种做法,但规模要大得多。人们曾用这种方法给从心脏起搏器到探索太阳系外层黑暗空间的航天器等各种装置提供能源。
威斯康星大学的核能工程教授詹姆斯·布兰查德说:“以前还从没在我们现在所讨论的规模上做过这种事。”布兰查德所领导的研究小组正设法开发这项技术,这项研究得到了美国能源部一项45万美元的拨款。
尽管单单提起核能就会使一些人的后背生出丝丝凉气,但研究人员称他们的发电机只使用极少的放射性物质,安全应该不是问题。布兰查德说,最适合这种技术的元素是1898年由居里夫妇发现的钋。
放射性物质已广泛应用在许多装置中,包括烟雾探测器。另外一些复印机上也使用条状的放射性物质消除纸张间的静电。但如果核电要成为未来的微型“机器”的能源,这项技术必须缩小到微观水平。布兰查德说,用放射性材料发电可以有两种方法。放射性材料衰变时发出的热量可以使一些物质放出电子,从而形成电能。但研究小组倾向于一种更直接的方法。
布兰查德说:“当放射性同位素衰变时,它会释放出带电粒子,这样你就能直接俘获这些带电粒子,利用它们产生电能。”他说,相对于这些装置的规模而言,这些粒子产生的电压是非常高的。布兰查德说,他的研究小组并没有直接考虑这些微型装置的用途。他认为,一旦有了一种合适的能源,其他人将会想出许多用途来。事实上,世界各地有数十个实验室已经在研制被称作MEMS的微型机电设备,它是当今高科技领域的关键课题之一。
布兰查德在这个项目中的同事、电气工程学教授阿米特·拉尔说,一旦有了合适的能源,将会产生“以前根本不可能的许多用途”。
这项技术最直接的应用很可能是用来研制各种各样的微型传感器。一种合适的能源能够用无线联络的方式把数以百计的微型传感器联系起来,这是一项在军事上很有潜力的用途。这样的传感器小至肉眼无法看到,可以在恶劣环境中探测化学物质的存在。布兰查德说:“假如它们发现了它们不喜欢的化学物质,它们能向某个中心位置发回信号,这样人们不用到现场就能找到这些化学武器了。”这些传感器也能用来探测工厂内微量的有害化学物质和气体。一个有趣的前景是我们可以把这些传感器造得很小,把它们混入重型机械上使用的润滑油中,以便探测什么时候需要对机器进行保养。
拉尔说:“最大的影响可能是把这些传感器系统结合到日常系统中,从而使日常系统变得更加可靠、安全和智能。”
人们对这项技术的原理已经了如指掌。而威斯康星大学的这个研究小组所面临的挑战就是缩小这项技术的规模,使之达到很小的程度,比其他任何人所能做到的还要小很多。

众所周知,从人类学会利用火的时候,人类已经开始主动利用能源,自那时起,能源的使用已经变成人类进步不可或缺的基本要素和人类文明程度的一种标志。
在核能被发现和得到利用前,人类所利用的主要能源方式是化学能和水能等。十九世纪末到二十世纪初,物理学又得到了一次极大的发展,人类对物质结构的认识开始深入到原子甚至更微观的粒子水平,这客观上为人类利用核能奠定了基础。
1939年,德国科学家奥托·哈恩发现了元素铀的同位素235U原子核在中子的轰击下可以发生核裂变并同时放出能量(见图),很多重核同位素,如233U,239Pu等,都能产生核裂变反应。而核裂变反应放出的能量比化学反应大的多,这预示了核能利用的前景。
235U裂变反应示意图
如图1所示, 235U原子核在裂变后生成裂变碎片并同时放出2~3个中子,如果新产生的中子能够轰击其它的235U原子核并导致新的核 裂变,裂变反应就可以不断持续下去,我们将这个过程形象地称作“链式反应”见图2。在不断的链式反应下,核能被源源不断地释放出来。
图2 链式反应示意图
除了235U等裂变可以放出核能外,氢的同位素,如氚(3H)的原子核在一定条件下也可以聚合成氦(He)原子核,同时放出能量,这也是核能的一种形式。我们通常将核裂变反应放出的核能称为“裂变能”,而核聚变反应放出的核能称为“聚变能”。
据科学家估计,以目前的能源利用规模,仅海洋中存在的聚变核素就可以供应人类上万年使用,这将彻底解决人类的能源问题。但目前人类离实现可控的核聚变,特别达到商用水平,还有较大的距离,因而现在核能和平利用的方式主要是对裂变能的利用。
核能首先被应用到了军事领域,如原子弹和核潜艇等。不幸的是,1945年美国投放到日本广岛和长崎市的原子弹造成了巨大的人员伤亡和物质毁坏,这是导致许多人畏核与反核的重要原因之一。

从原子核内释放出来的能量。


核能有什么优点和缺点


优点:  
1、污染低。核能发电的方式是:利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电。核能发电不会排放巨量的污染物质到大气中,不会造成空气污染。
尤其是同火电站相比,核能发电不会产生地球温室效应的"罪魁祸首"——二氧化碳。核电站设置了层层屏障,基本上不排放污染环境的物质,就是放射性污染也比烧煤电站少得多。
2、能源丰富。世界上有比较丰富的核资源,核燃料有铀、钍氘、锂、硼等等,全球铀的储量约为417万吨。
地球上可供开发的核燃料资源、可提供的能量是矿石燃料的十多万倍。
3、运输方便、成本低。核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便。例如,核电厂每年要用掉80吨的核燃料,只要2支标准货柜就可以运载。
如果换成燃煤,需要515万吨,每天要用20吨的大卡车运705车才够。
缺点:
1、核废料处理需严谨。使用过的核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射性,因此必须慎重处理。一旦处理不当,就很可能对环境生命产生致命的影响。核废料的放射性不能用一般的物理、化学和生物方法消除,只能靠放射性核素自身的衰变而减少。
核废料放出的射线通过物质时,发生电离和激发作用,对生物体会引起辐射损伤。
2、热污染。核能发电热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏,故核能电厂的热污染较严重。
3、核能发电被认为存在风险。核裂变必须由人通过一定装置进行控制。一旦失去控制,裂变能不仅不能用于发电,还会酿成灾害。全球已经发生了数起核泄露事故,对生态及民众造成了巨大伤害。
有些环保人士就认为,和其他可再生能源相比,核能并不是一种安全的能源。
扩展资料:
核能的开发价值:
核能俗称原子能,它是原子核里的核子——中子或质子,重新分配和组合时释放出来的能量。核能分为两类:一类叫裂变能,一类叫聚变能。
核能有巨大威力。1公斤铀原子核全部裂变释放出来的能量,约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能。
一座100万千瓦的核电站,每年只需25吨至30吨低浓度铀核燃料,运送这些核燃料只需10辆卡车;而相同功率的煤电站,每年则需要300多万吨原煤,运输这些煤炭,要1000列火车。核聚变反应释放的能量则更巨大。
据测算1公斤煤只能使一列火车开动8米;一公斤裂变原料可使一列火车开动4万公里;而1公斤聚变原料可以使一列火车行驶40万公里,相当于地球到月球的距离。
地球上蕴藏着数量可观的铀、钍等裂变资源,如果把它们的裂变能充分利用,可以满足人类上千年的能源需求。在
大海里,还蕴藏着不少于20万亿吨核聚变资源——氢的同位元素氘,如果可控核聚变在21世纪前期变为现实,这些氘的聚变能将可顶几万亿亿吨煤,能满足人类百亿年的能源需求。更可贵的是核聚变反应中几乎不存在放射性污染。
聚变能称得上是未来的理想能源。因此,人类已把解决资源问题的希望,寄托在核能这个能源世界未来的巨人身上了。
注:核能为不可再生能源!核能为清洁能源!
参考资料:百度百科 核能

利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外(见轻水堆),其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热,在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水,然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽,经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。 核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热,将水加热成高温高压,核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多(相差约百万倍),比较起来所以需要的燃料体积比火力电厂少相当多。核能发电所使用的的铀235纯度只约占34其馀皆为无法产生核分裂的铀238。 举例而言,核四厂每年要用掉80吨的核燃料,只要2支标准货柜就可以运载。如果换成燃煤,需要515万吨,每天要用20吨的大卡车运705车才够。如果使用天然气,需要143万吨,相当于每天烧掉20万桶家用瓦斯。换算起来,刚好接近全台湾692万户的瓦斯用量。 简史 核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。动力堆的发展最初是出于军事需要。1954年,苏联建成世界上第一座装机容量为 5兆瓦(电)的核电站。英、美等国也相继建成各种类型的核电站。到1960年,有5个国家建成20座核电站,装机容量1279兆瓦(电)。由于核浓缩技术的发展,到1966年,核能发电的成本已低于火力发电的成本。核能发电真正迈入实用阶段。1978年全世界22个国家和地区正在运行的30兆瓦(电)以上的核电站反应堆已达200多座,总装机容量已达107776兆瓦(电)。80年代因化石能源短缺日益突出,核能发电的进展更快。到1991年,全世界近30个国家和地区建成的核电机组为423套,总容量为3.275亿千瓦,其发电量占全世界总发电量的约16%。世界上第一座核电站—苏联奥布宁斯克核电站. 中国大陆的核电起步较晚,80年代才动工兴建核电站。中国自行设计建造的30万千瓦(电)秦山核电站在1991年底投入运行。大亚湾核电站正加紧施工。 核能发电原理 核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片,同时放出中子和大量能量的过程。反应中,可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗,至少有一个中子能引起另一个原子核裂变,使裂变自持地进行,则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。 要用反应堆产生核能,需要解决以下4个问题:①为核裂变链式反应提供必要的条件,使之得以进行。②链式反应必须能由人通过一定装置进行控制。失去控制的裂变能不仅不能用于发电,还会酿成灾害。③裂变反应产生的能量要能从反应堆中安全取出。④裂变反应中产生的中子和放射性物质对人体危害很大,必须设法避免它们对核电站工作人员和附近居民的伤害。 世界上有比较丰富的核资源,核燃料有铀、钍氘、锂、硼等等,世界上铀的储量约为417万吨。地球上可供开发的核燃料资源,可提供的能量是矿石燃料的十多万倍。核能应用作为缓和世界能源危机的一种经济有效的措施有许多的优点,其一核燃料具有许多优点,如体积小而能量大,核能比化学能大几百万倍;1000克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量;一座100万千瓦的大型烧煤电站,每年需原煤300~400万吨,运这些煤需要2760列火车,相当于每天8列火车,还要运走4000万吨灰渣。同功率的压水堆核电站,一年仅耗铀含量为3%的低浓缩铀燃料28吨;每一磅铀的成本,约为20美元,换算成1千瓦发电经费是0.001美元左右,这和目前的传统发电成本比较,便宜许多;而且,由于核燃料的运输量小,所以核电站就可建在最需要的工业区附近。核电站的基本建设投资一般是同等火电站的一倍半到两倍,不过它的核燃料费用却要比煤便宜得多,运行维修费用也比火电站少,如果掌握了核聚变反应技术,使用海水作燃料,则更是取之不尽,用之方便。其二是污染少。火电站不断地向大气里排放二氧化硫和氧化氮等有害物质,同时煤里的少量铀、钛和镭等放射性物质,也会随着烟尘飘落到火电站的周围,污染环境。而核电站设置了层层屏障,基本上不排放污染环境的物质,就是放射性污染也比烧煤电站少得多。据统计,核电站正常运行的时候,一年给居民带来的放射性影响,还不到一次x光透视所受的剂量。其三是安全性强。从第一座核电站建成以来,全世界投入运行的核电站达400多座,30多年来基本上是安全正常的。虽然有1979年美国三里岛压水堆核电站事故和1986年苏联切尔诺贝利石墨沸水堆核电站事故,但这两次事故都是由于人为因素造成的。随着压水堆的进一步改进,核电站有可能会变得更加安全。 优点: 1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染。 2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 3.核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,没有其他的用途。 4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便,一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送。 5.核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法为稳定。 缺点: 1.核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。 2.核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏,故核能电厂的热污染较严重。 3.核能电厂投资成本太大,电力公司的财务风险较高。 4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。 5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。 6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害。

一、优点
1、清洁
与火电厂燃烧化石能源相比,核电站是利用核裂变反应释放能量来发电。核能发电不会产生二氧化硫等有害气体,不会对空气造成污染。
2、环保
核能发电不会像化石能源发电那样产生二氧化碳。发展核电有助于减轻温室效应,改善气候环境
3、低耗
核电站所消耗的核燃料比同样功率的火电厂所消耗的化石燃料要少得多。
4、占地面积小
相对于风能、太阳能等可再生能源来说,核能发电在占地规模及能源供应安全性方面有着显著优势。
例如,太阳能发电占地约为同等规模核能发电的20倍,风力约为80倍。另外,风能、太阳能受天气的影响较大,两者年满功率运行时数不到1500~2500小时,可运行率低于30远低于核能发电的运行指标。
二、缺点 
1、核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。
2、核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏,故核能电厂的热污染较严重。
3、核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害。
扩展资料
随着传统化石能源的日趋枯竭,以及燃烧化石燃料给人类生存环境带来的负面影响日益凸显,核能无论从经济上,还是环保上来说,都是一种不可或缺的替代能源。
核能的释放主要有三种形式:
1、核裂变能
所谓核裂变能是通过一些重原子核(如铀-235、铀-238、钚-239等)的裂变释放出的能量。
2、核聚变能
由两个或两个以上氢原子核(如氢的同位素—氘和氚)结合成一个较重的原子核,同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应,其释放出的能量称为核聚变能。
3、核衰变
核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式,因其能量释放缓慢而难以加以利用。
参考资料来源:百度百科-核能

优点:
1、经济:1g u-235完全裂变释放的能量是2吨半优质煤完全燃烧所释放的能量;
2、清洁:不排放二氧化碳、二氧化硫等有害气体,不会造成温室效应;
3、可持续发展:目前应该用的核能主要是裂变能,已探明的铀、钍的储量足够使用到聚变能的时代;而地球上可用于产生聚变能的氘、锂能够供人类使用上千亿年.
缺点:
1、投入费用高,建设周期长,对设备性能要求高;
2、事故波及范围广、影响时间长;
3、放射性废物后处理及贮存问题有待进一步研究、解决.

1.发电效率高。运行成本低,利润高,经济性好。一个核电厂一年只用几吨材料即可,运输方便。
2.能源储备高。现已探明的铀矿等,可供人类和平利用N多年。
3.环保性能好。只要核电安全运行,对环境保护是很有好处的。
缺点:1.建造成本高。虽然运行成本低利润高,但是建造成本高。
2.安全要求高,如遇重大意外灾害,可能会造成大规模影响,比如日本核电,因为地震而辐射。
3.对地质依赖高。选址很困难,要求地质情况好,少发地震,水文条件好,需要大量冷却水。

优点:
1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气
污染。
2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。
3.核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,没有其他的用途。
4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存
都很方便,一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运
送。
5.核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影
响,故发电成本较其他发电方法为稳定。
缺点:
1.核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有
放射线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。
2.核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏,故核能电厂的热
污染较严重。
3.核能电厂投资成本太大,电力公司的财务风险较高。
4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。
5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。
6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造
成伤害。