張勝言
引言:
在1945年8月8日,美國向日本廣島投下了第一顆原子彈,造成了7萬多人的死亡6萬多人受傷,從此原子彈離毀滅畫上等號。但要是說核能并不僅僅能夠在武器方面得到應用,還能夠發(fā)電。其實核能發(fā)電并不神秘,核能發(fā)電與火力發(fā)電的原理十分相似?;鹆Πl(fā)電是通過燃燒煤炭,加熱水形成水蒸氣推動發(fā)電機產生電力。而核能發(fā)電是通過核裂變產生的能量,同樣是加熱水,形成水蒸氣推動發(fā)電機產生電力。所以說無論是火力發(fā)電還是核能發(fā)電,都是通過能量的轉換形式,讓水變成水蒸氣推動發(fā)電機產生電力。但是核能發(fā)電與火力發(fā)電相比,核能發(fā)電的過程復雜。其中核裂變的程度、設施的設計、廢料的回收都是非常重要的工程。而這一系列工程都在核物理所研究的范圍之內,本文就詳細講解一下核能物理對于核能發(fā)電的作用。
一、學習物理的必要性
首先物理是一門非常重要和嚴謹的技術學科,它詳細的解釋事物發(fā)生發(fā)展的客觀規(guī)律。我們生活中所有遇到的現(xiàn)象和狀態(tài)都可以用物理知識對其進行解釋,并且物理學與我們的生活有著廣泛的聯(lián)系。能讓我們正確并深刻的認識身邊的事物,提升人們的生活質量。物理學同時還與工業(yè)農業(yè)有著緊密的聯(lián)系。從電話的發(fā)明,到當代互聯(lián)網的實時通信。從第一次工業(yè)革命蒸汽機的發(fā)明創(chuàng),造到目前中國高鐵領先于世界。這些無不體現(xiàn)著物理對社會文明進步的影響。從獲得諾貝爾獎的學者中來看,物理學家能夠獲得非物理領域的諾貝爾獎項,而非物理領域的專家,卻從來沒有獲得過諾貝爾物理學獎項。所以國外有些專家甚至提出一個理論,那就是沒有物理修養(yǎng)的民族就是愚蠢的民族。
二、核能發(fā)電
核能發(fā)電有以下優(yōu)點。第一,核能發(fā)電不像傳統(tǒng)發(fā)電那樣排放影響大氣的污染物。第二核能發(fā)電也不會加重地球的溫室效應,不會增加二氧化碳的排放量。第三,核燃料的密度比傳統(tǒng)燃料高百萬倍,所以核能發(fā)電所使用的燃料體積小,運輸和存儲相對來說都會方便一些。核能發(fā)電的缺點如下。第一,雖然核能燃料體積小運輸便利,但是具有強放射性,所以需要謹慎處理。燃燒后雖然不會對大氣造成污染,但一旦發(fā)生爆炸,核泄漏會對環(huán)境造成毀滅性的災難。第二,核電廠的投資成本太大,并且需要遠離城市。
核能發(fā)電雖然具有上述缺點,但利大于弊,所以如何處理核廢料對于人們來說是一個非常重要的問題。我們知道核裂變伴隨著大規(guī)模的核輻射。這些核輻射在核廢料中永久釋放,這些核廢料如果處理不當在水源附近傾倒,那附近的居民將遭受核輻射,其后果不堪設想。核廢料中的核輻射是否達到合理標準,如何能夠有效的保護人體健康和生態(tài)環(huán)境,是需要核物理學家重點考慮的。這也是2011年因海嘯導致福島核電站的核泄露事故,為何造成如此巨大社會影響的原因。因此研究和解決放射性有毒有害物質的防護,對污染控制十分的重要。
隨著科技的發(fā)展,人民對用電的需求越來越大,火力發(fā)電效率低下,而水力風力發(fā)電則電量不足,氫能發(fā)電技術又有待改進,以上能源發(fā)電都有所不足。而核能卻是極高效的能源,而且存量相當大。所有發(fā)展核能發(fā)電勢在必行。這就需要大量的核技術人才投入核能發(fā)電的操作監(jiān)督以及維護??傮w上來說,發(fā)展核電不能過于盲目,要使核能在促進我國各方面發(fā)展中起到重要的作用,需要考慮的因素還有很多。我國核電技術儲備人才力量的不足,就是其核心的關鍵所在。與此同時自主創(chuàng)新完成核電科學相關基礎技術開發(fā),提高我國核電在全球的競爭力。
同時,核技術的應用不只是在發(fā)電上。核技術的發(fā)展可以為人類提供各種類型的輻射源和輻射探測系統(tǒng),以及各種輻射光譜儀、各種核醫(yī)學和工業(yè)成像系統(tǒng)、各種核測量和控制系統(tǒng)、以及各種遺傳變異技術。核技術在社會和經濟發(fā)展中發(fā)揮重要作用。核裂變同時產生的核輻射雖然會危害人類的健康,但是如果用量合適,卻會成為我們人類的助手。利用輻射進行放射性療法以去除手術后殘余癌細胞、利用輻射改變動植物的DNA,使遺傳發(fā)生變異,從而造出更有營養(yǎng)、生長更快的品種。這些對人類的發(fā)展、解決全球人類的溫飽問題也有很大的幫助。學習好物理,就是為將來發(fā)展核電工業(yè)人才儲備提供基礎力量。只有腳踏實地穩(wěn)步學習研究物理學,再輻射其他相關學科,才能夠基礎穩(wěn)定的長遠發(fā)展。
結語:
物理是研究萬物的科學。不同物體與形式有著與之對應的不同定律。在此基礎上物理學分為力學、熱學、電磁學、光學和原子物理等各個部分。物理包羅萬象其中核物理就是物理學的一個分支。學好物理是未來一切的基礎,并且通過學習物理能夠培養(yǎng)自己的邏輯思維與想象力,因為核反應的反應過程以及能量釋放過程其實都是微觀的,核反應的內部過程,更多的是需要發(fā)揮自己的想象力去想象,沒有邏輯思維能力與豐富的想象力是沒有辦法更好的把職業(yè)做到極致。因此物理是各種科學的根基,把握好物理就等于把握了未來。
參考文獻:
[1]張躍.1932,核物理的分界年[J].現(xiàn)代物理知識,2017 (1):62-68.
[2]楊衛(wèi)平.核物理研究在我國的主要發(fā)展動向[J].海峽科技與產業(yè),2017 (8):113-114.