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能源与动力工程专业导论

期末小论文

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2016年10月

核能较化石能源煤炭的优势

摘要

在经济飞速发展的今天，煤炭、石油等传统能源已很难满足经济发展所伴随的能源需求的增长。上世纪核能以其高效、稳定的发电特点，迅速在能源领域崭露头角。核能的优势还体现在所需原料较少，经济效益高，污染和对环境的危害小等方面。

关键词：核能煤炭废料危害

目录

核能与煤炭的来源 2

核能的来源 2

煤炭的来源 3

效能高 4

核能 4

煤炭 5

比较 5

危害小 5

煤炭的危害 5

核能的危害 6

比较 6

核能与煤炭的来源

在比较核能较煤炭的优势之前，我们应先了解核能与煤炭的来源。

核能的来源

核能的发现离不开早期西方科学家的探索发现，从19世纪末英国物理学家汤姆逊(Thomson,Joseph John)发现电子开始，人类逐渐揭开了原子核的神秘面纱。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发现了放射性。1898年居里夫人与居

里先生发现了放射性元素钋。1902年居里夫人经过三年又九个月的

艰苦努力又发现了放射性元素镭。1905年爱因斯坦提出质能转换公式。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。1935年德国科学家奥拓·哈恩用中子轰击铀

原子核，发现了核裂变现象。1942年12月2日美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。

核能来自原子，是原子能的一部分。原子则是由位于中心位置的带正电荷的原子核和绕核运动的带负电的的电子构成。而原子核又是由带正电荷的质子和不带电荷的中子组成的，质子和中子统称为“核子”。能把质子和中子紧密约束结合在一个极小的空间并形成原子核，是因为存在着一种巨大的“核子力”，这种力只在原子核直径大小的空间内起作用。当质子和中子重新组合成新的原子核时，核子力的强大作用使质子和中子结合得更加紧密，以致总会出现质量减少和放出能量的现象。这种情况下的质量减少称为“质量亏损”，释放出的能量称为原子核的结合能。

煤炭的来源

煤炭，简称煤，是远古植物遗骸，埋在地层下，经过地壳隔绝空气的压力和温度条件下作用，产生的碳化化石矿物，由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物，主要被人类开采用作燃料。煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。煤被广泛用作工业生产的燃料，是从18世纪末的产业革命开始的，随着蒸汽机的发明和使用，煤被广泛地用作工业生产的燃料，给社会带来了前所未有的巨大生产力。工业革命,促进了煤的大规模开采.1860年煤占世界能源消费的24%,到了1920年则上升为62%.20世纪70年代,电力代替了蒸汽机,电气工业迅速发展,到了

1965年,石油取代煤,占非电力能源消耗的首位.但是就目前来看,在中国的各种发电形式中火电仍占很大的比重.因为中国石油资源短缺目前仍旧需要从国外进口,所以我国的大型火电厂烧的几乎都是煤炭。

煤的统一热值标准称为标准煤亦称煤当量。将不同品种、不同含量的能源按各自不同的热值换算成每千克热值为7000千卡的标准煤，为便于比较不同种类的能源产生的能量大小。联合国规定标准煤的热值为7Mcal/kg（29300.6kJ/kg），我国规定每千克标准煤的热值为7000千卡。

效能高

核能

在核裂变中，参加反应的是一个铀核和一个中子。生成物是两个新的核素（例如钡和氪）和2到3个中子。经精确计算，质量亏损为

0.215个原子质量单位，约等于3.6×g。根据伟大科学家爱因斯坦的质能关系定律E＝mc2可以得出，与一个铀核裂变的质量亏损相当的能量即200MeV。原子核内所含能量非常大。

目前的核电站是通过进行核裂变的核反应堆实现核能与热能的转

换。核反应堆的种类，按引起裂变的中子能量分为热中子反应堆和快中子反应堆。由于热中子反应堆比较容易控制，大量运行的就是这种热中子反应堆。这种反应堆需用慢化剂，通过它的原子核与快中子弹性碰撞，将快中子慢化成热中子，早在上世纪50年代初，人类开始

开发利用核能，诞生了核电站。经过60多年的发展，核电已是世界

公认的经济实惠、安全可靠的能源。

现状 国家使用核电，计划增建核电机组使用核电，目前无阿根廷，保加利亚，巴西，中国，芬兰，美

现状 国家

使用核电，计划增建核电机组

使用核电，目前无

阿根廷，保加利亚，巴西，中国，芬兰，美

国，英国，印度，伊朗，韩国，巴基斯坦，斯洛伐克，俄罗斯，乌克兰，捷克

亚美尼亚，加拿大，匈牙利，