谁发明了核能？

1939年初，德国化学家o .哈恩和物理化学家f .斯特拉斯曼发表了关于铀原子核裂变的论文。同年9月初，丹麦物理学家N.H.D .玻尔和他的合作者J.A .惠勒从理论上阐述了核裂变反应的过程，并指出能引起这一反应的最佳元素是同位素铀235。利用核反应堆核裂变释放的热能发电的一种方式。它与火力发电非常相似。只有核反应堆和蒸汽发生器被用来代替锅炉进行火力发电，核裂变能被用来代替化石燃料的化学能。除了沸水堆(见轻水堆)，其他类型的动力堆都是由一回路中的冷却剂通过堆芯加热，将热量传递给蒸汽发生器中的二回路或三回路中的水，然后形成蒸汽驱动涡轮发电机。沸水堆(BWR)就是一回路中的冷却剂被堆芯加热，变成70个大气压左右的饱和蒸汽，从蒸汽中分离出来，干燥后直接驱动涡轮发电机。核能发电利用铀燃料核裂变链式反应产生的热量将水加热到高温高压。核反应释放的热量远高于燃烧化石燃料释放的热量(相差百万倍左右)，因此所需燃料量远小于火力发电厂。核能发电用的铀-235纯度只有3%-4%左右，其余都是不能产生核裂变的铀-238。比如第四核电站，每年要消耗80吨核燃料，只有两个标准集装箱能装。如果换成煤炭，需要51.5万吨，每天用20吨卡车运705辆车就够了。如果使用天然气，需要654.38+0.43万吨，相当于每天燃烧20万桶家用燃气。换算下来，刚好接近台湾省692万户的用气量。简史核能发电的历史与动力反应堆的发展史密切相关。动力反应堆的发展最初是为了军事需要。1954年，苏联建成世界上第一座核电站，装机容量5兆瓦。英国、美国和其他国家也建造了各种类型的核电站。到1960年，将在5个国家建设20座核电站，装机容量1279 MW。由于核浓缩技术的发展，核能发电的成本已经比火力发电低了1966。核能发电已经真正进入实用阶段。1978年，全球22个国家和地区有200多座30兆瓦以上的核电站反应堆在运行，总装机容量为107776兆瓦。20世纪80年代，化石能源短缺日益突出，核能发电进展较快。到1991年，全球已有近30个国家和地区建成核电机组423台，总容量3.275亿千瓦，约占世界总发电量的16%。世界上第一座核电站——苏联奥布宁斯克核电站。中国大陆核电起步较晚，20世纪80年代才开始建设核电站。我国自行设计建造的30万千瓦秦山核电站于1991年底投产。大亚湾核电站正在加紧建设。核能发电的原理核能发电的能量来源于核反应堆中裂变材料(核燃料)的裂变反应所释放的裂变能量。裂变反应是指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子的作用下分裂成两个碎片，同时释放出中子和大量能量的过程。在反应中，可裂变物质的原子核吸收一个中子，然后分裂并释放两到三个中子。如果将这些中子移走并消耗掉，至少有一个中子可以引起另一个原子的核裂变，使裂变自行进行，那么这个反应就叫核裂变的链式反应。实现连锁反应是核能发电的前提。为了用反应堆产生核能，需要解决以下四个问题:①为将要进行的核裂变链式反应提供必要的条件。②连锁反应必须由人通过一定的装置来控制。不受控制的裂变能量不仅可以用来发电，还会导致灾难。③裂变反应产生的能量应从反应堆中安全取出。(4)裂变反应产生的中子和放射性物质对人体的危害很大，必须尽量避免它们对核电站工作人员和附近居民的危害。世界上有丰富的核资源，如铀、钍、氘、锂、硼等。世界铀储量约为41.7万吨。地球上可供开发的核燃料资源所能提供的能量是矿物燃料的10万倍以上。核能的应用作为缓解世界能源危机的一种经济有效的措施，具有许多优点。第一，核燃料有很多优点，体积小，能量大，核能比化学能大几百万倍；1000g铀释放的能量相当于2400t标准煤释放的能量；1万千瓦的大型燃煤电站，每年需要原煤300-400万吨。运输这些煤炭需要2760列火车，相当于一天8列火车，另外还运输了4000万吨灰烬。同样功率的压水堆核电站一年仅消耗28吨铀含量为3%的低浓缩铀燃料；每磅铀的成本约为20美元，换算成1千瓦约为0.001美元，比目前的传统发电成本便宜很多。而且因为核燃料的运输量小，核电站可以建在最需要的工业区附近。核电站的资金投入一般是同一个火电厂的一倍半到两倍，但其核燃料成本比煤便宜得多，运行维护成本也比火电厂少。如果掌握了核聚变反应技术，用海水做燃料，取之不尽，用之方便。第二是污染少。火电厂不断向大气中排放二氧化硫、氮氧化物等有害物质，同时煤炭中少量的铀、钛、镭等放射性物质也会随着烟尘降落在火电厂周围，污染环境。核电站设置了层层屏障，基本不排放污染环境的物质，甚至放射性污染也比燃煤电厂少很多。据统计，核电站正常运行时，居民一年受到的辐射影响小于一次x光照射所受的剂量。第三是安全性强。自第一座核电站建成以来，全世界已有400多座核电站投入运行，30多年来基本安全正常。虽然美国三里岛压水堆核电站发生1979事故，苏联切尔诺贝利石墨沸水堆核电站发生1986事故，但这两起事故都是人为因素造成的。随着压水堆的进一步完善，核电站可能会变得更加安全。优点:1。核能发电不会像化石燃料发电那样向大气中排放巨量的污染物，所以核能发电不会造成空气污染。2.核能发电不会产生加剧全球温室效应的二氧化碳。3.用于核能发电的铀燃料除了发电没有其他用途。4.核燃料的能量密度比化石燃料高几百万倍，因此核电站使用的燃料体积小，便于运输和储存。一座1000 MW的核电站一年只需要30公吨铀燃料，一次航程就可以用飞机运输。5.在核能发电的成本中，燃料成本的比重较低，核能发电的成本不易受国际经济形势的影响，因此发电成本比其他发电方式更稳定。缺点:1。核电站会产生高低等级的放射性废物或用过的核燃料。虽然它占据的体积很小，但由于它的辐射性，必须小心处理，而且它不得不面临相当大的政治麻烦。2.核电站热效率低，所以比一般的化石燃料电厂向环境排放更多的余热，所以核电站热污染更严重。3.核电站投资成本太高，电力公司财务风险大。4.核电站不适合高峰和非高峰负荷运行。5.核电站的建设更容易导致政治分歧和争端。6.核电站的反应堆里有大量的放射性物质。如果它们在事故中被释放到外部环境中，将对生态和人类造成危害。