核能的过去与未来

　　核能是20世纪人类的一项伟大发现，并已取得了十分重要的成果。

　　1938年，哈恩和斯特拉斯曼发现核裂变现象；1942年12月2日，著名科学家费米领导几十位科学家，在美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆，标志着人类从此进入了核能时代。

　　在这以前人类利用的能源，只涉及到物理变化和化学变化，当核能进入人们的生产和生活后，一种通过原子核变化而产生的新能源从此诞生。

　　应用：

　　可大规模替代化石燃料

　　第一座反应堆首次启动时，功率仅为0.5瓦。60多年后的2008年，核电已占全世界总发电量的15％。据国际原子能机构统计数据，截至2009年6月，全世界共有436台核电机组在运行，总装机容量达到372.5 GWe（千兆瓦），在建核电机组45座，装机容量39.95 GWe。目前，核发电量占本国总发电量比例最高的国家是法国，2004年其核电发电量占到总发电量的78%。日本、德国、美国等国家也是核电大国，核电所占比例均在20%以上，而中国核电目前仅占到总发电量的1.3%。

　　当前，世界上的主要能源是煤、石油、天然气这些化石燃料，化石燃料不是可再生能源，用掉一点儿就少一点儿。燃烧化石燃料向大气排放大量的“温室气体”二氧化碳、形成酸雨的二氧化硫和氮氧化物，并排放大量的烟尘，这些有害的物质对环境造成了严重的破坏。核能不产生这些有害物质。1987年，曾任世界卫生组织总干事的布伦特兰领导的世界环境和发展委员会提出了“可持续发展”的概念，就是“既满足当代人的需求，又不危及后代人满足其需求的发展”。为了实现可持续发展，人类迫切地需要新的替代能源。目前，惟一达到工业应用、可以大规模替代化石燃料的能源，就是核能。

　　核能分为核裂变能和核聚变能两种。核裂变能是通过一些重原子核发生“链式裂变反应”释放出的能量；核聚变能则是由两个轻原子核结合在一起形成更重的原子核时释放出的能量。核聚变又叫“热核反应”。氢的同位素氘（重氢，质量数为2）是主要的核聚变材料，其以重水的形式大量存在于海水中，氘同位素占总氢量的0.015%。1升海水中的氘通过核聚变释放出的能量相当于300升汽油燃烧释放出的能量。据推算，全世界海水中所含的氘通过核聚变释放的聚变能，可供人类在很高的消费水平下使用50亿年，因此可认为聚变能是一种不会枯竭的能源。

　　然而，迄今为止成功实现工业应用规模的核能只有核裂变能。由于达到核聚变的条件非常苛刻，目前还没有非常有效的手段实现可控核聚变，按照目前的研究进度，人类大规模利用核聚变发电可能还需要等待几十年的时间。