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生态学概论期末考试论文

论文题目：
核能与生态

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摘要
随着地球的化工燃料越来越少，我们急需找到一种新的清洁能源。核能，正好满足了我们这个需求，它是人类最具希望的未来能源。所以越来越多的核电站建成，这很大一部分缓解了我们对能源的需要。但是，任何事物的兴起都有它的两面性，1986年4月24日前苏联的切尔诺贝利核泄漏事故和2011年3月11日的日本大地震导致的福岛核泄漏事故，都给人们带来了巨大的灾难，给地球的生态环境造成了极其恶劣的影响。
关键词
发展核能，核电站，核泄漏，生态环境
前言
从1895年德国物理学家伦琴发现了X射线，到1902年居里夫人发现了放射性元素镭；从1905年爱因斯坦提出质能转换公式，到1938年 德国科学家奥托哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象；从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，到1945年8月6日和9日美国先后投放两颗原子弹在日本的广岛和长崎；从1954年苏联建成了世界上第一座核电站----奥布灵斯克核电站，到2003年，全世界共有440座核电反应堆在运行发电。核能已经由陌生渐渐被人们所熟知，核能的巨大能量也被开发的越来越全面。现今社会，煤炭、石油这种化工原料已经开发殆尽，余下的储量也分布不均，缺少化石燃料的国家，单单依靠化工燃料燃烧的能量供给，已经满足不了这个时代的巨大能量需求了。所以核电的发展可以说是社会需要。当今，全世界总发电量的16％是由核反应堆提供，而其中9个国家多于40%的能源生产来自于核能。所以，发展核能已经不是单单某个国家的国家计划。但是核能的发展也是有很大的隐患的，核电厂发生意外对人类安全和生态环境可以造成严重的威胁，1986年的切尔诺贝利事件以及2011年日本福岛核电站就是最好的例子。
任何事物的衍生发展都是有利有弊的，核能也一样。我们不能畏首畏尾、瞻前顾后，也不能突然冒进、武断独行。所以怎样把核能合理的发展成安全稳定的核能系统，就不是一件容易的事了。
一、什么是核能
核能（或称原子能）是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc²，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。这里光速常量是一个很大的数值，我们可以看出，即使很小的质量的物质，也可以发出巨大的能量。核能有三种核反应：核裂变，打开原子核的结合力；核聚变，原子的粒子熔合在一起；核衰变，自然的慢得多的裂变形式。核能的开发和利用主要集中在核电站、核武器、核潜艇三个方面。核电站是利用原子核裂变时放出的核能来发电的电厂，反应堆是核电站的核心。核反应堆是一种能持续进行可控链式反应的装置，能发生核裂变的燃料有铀-235、铀-238、钚-239。目前正在运转的核电厂所使用的是铀-235.用慢中子轰击铀-235时，就会发生裂变反应：235U＋1n(慢）→较重碎核＋轻核碎核＋中子。用爱因斯坦公式计算：在核裂变过程中，每1克参加反应的U-235可以放出约8×107KJ的能量，而每1克煤完全燃烧时所放出的热量约为30KJ。也就是说，1克铀-235裂变所产生的能量相当于2.7×106克煤燃烧时所放出的能量。可见核能是多么巨大。核反应堆的发展是循序渐进的。一般来说，按照科技难度的不同，分为热中子反应堆、快中子反应堆和可控聚变堆三类。核武器是利用核反应在一瞬间放出巨大的能量，造成大规模杀伤破坏作用的武器，包括原子弹、氢弹和中子弹。核潜艇是在常规潜艇基础上发展起来的，以压水堆作为它的核动力装置。
二、核能的发展是社会的需要
现在世界的人口是60多亿，我国的人口是13亿多。联合国预言，到2050年世界人口将增长到90亿。随着人口的快速增长和经济的飞速发展，人类对能源的需要也随之大量增加，2050年增长2倍，所以当今的能量结构形式是不可能满足巨大工业社会的需求的。人类需要能量，这就导致了煤炭、石油等化石能源的过度开发，这不仅使地球的化石燃料消耗殆尽。而且，这些化石燃料是在地下用了几亿年甚至几十亿年才累积形成的，是不能再生的，对我们来说不仅仅是燃料，更是一种宝贵的古老化石。更何况化石燃料释放的污染物也将使地球不堪重负，我们虽然利用了他它一小部分的能量，却带来了更多的环境问题。所以我们需要开发更多的新型能源，更准确的说，我们需要清洁的能源。
一座100万千瓦的煤电厂，一年要烧掉200-300万吨的煤，而一年燃烧这么多的煤，除了会排出20多万吨煤渣外，还会往空气中排放600-700吨二氧化碳，5-10万吨二氧化硫，2-3万吨氮氧化物，3-6千吨一氧化碳，以及2-3千吨颗粒物。除此之外，还会排放约400吨的重金属，还有大家所熟识的酸雨，就是煤燃烧排放的二氧化硫和氮氧化物也所造成的。当然不得不提的还有温室效应，我们都知道二氧化碳是主要温室气体之一，这种气体减缓了地球热量向外散发，使地球温度逐渐升高，国际气候委员会说：人类按现在这样排放二氧化碳，到2100年，地球升高的温度会使海平面升高约一米。到那时候，我们的大片海岛和浅滩会被淹没。更严重的是，全球气候变暖还有引发像干旱、洪涝、海啸等各种自然灾害，还会带来各种新型疾病。虽然我们已经为此提出了各种限制措施，但是，即使少量的排放，许许多多聚在一起还是有很大的污染。况且，一些发展中国家要发展，无论发展什么行业，都需要能源的支持，这样就不可能减少化工染料的使用。所以，一种清洁的能源--核电，被人们渐渐重视。核电站的建设也逐渐被提上了各国的议案。
三、 当今世界核能的发展情况
核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。动力堆的发展最初却是出于军事需要。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）。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。截至2006年，全世界运转中的核反应堆435座，有29座以上在建设中。美国运转最多，为103座。法国次之，为59座。日本为55座（1座以上在建设中），俄罗斯为31座（7座以上在建设中）。核能发电占世界电力生产的份额已从1960年小于1%增加到1986年16%，1986年起的21年内这一比例基本保持不变。核能发电随全球电力生产而稳步增长。我国的核电起步较晚，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。2003年我国全年发电量的2.2%来自于核电，预计到2020年核能发电可以占总发电量的4%。
四、 发展核能的优点
核能应用作为缓和世界能源危机的一种有效的措施是有许多的优点的：他的燃料具有许多优点，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。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。
还有就是安全性强。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，以及2011年的日本福岛核电站事故，但这前两次事故都是由于人为因素造成的，而日本核电站的事故则是由于地震这一自然灾害造成。随着压水堆的进一步改进，核电站有可能会变得更加安全。
五、 发展核能对生态的影响
核能是一种清洁能源，以发电功率1000兆瓦的核电站和火电厂对比，火电厂每年的氧化硫排放量为46000~127500吨，氧化氮排放量为26251~30000吨，烟灰和特殊物质每年的排放量为3500吨，而这三项，核电站的排放量都为零。发这些电所需的采矿面积，火电厂为每年1210亩，核电站只需要30~40亩。无论从排放的污染物还有采矿是对地表的破坏来说，核电站都比火电厂要对生态环境更为有利。由于核电站几乎不排放污染性气体，因此，它不会像火电厂一样会加剧全球变暖的温室效应。
大家都知道核泄漏后会对外界造成很大的放射性影响，但是核电站为了防止放射性物质外逸设有三道屏障来保证它的安全：第一道为燃料芯块和密封的燃料包壳；第二层为坚固的压力容器和密闭的一回路系统；第三道为安全壳，此安全壳由非常厚的混凝土和铅构成。经过三道屏障的保护，放射性物质是很难外逸的。在正常情况下，发电功率1000兆瓦的核电站周围居民受到的辐射剂量为0.018希沃特，而同样发电功率的火电厂附近的居民受到的辐射剂量却为0.048希沃特。为什么会是这样的呢？火电站在运行时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火电厂少得多的原因。
虽然核能的发展有许多优点，但是我们普通人对核电站的认识基本偏向负面。人们担心的核电站容易发生最大的问题就是安全问题。.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。我们害怕发生像切尔诺贝利事故一样的灾难，有一些环境论者还指出从事核电生产的人曾有产下畸形儿的先例，或者核电站附件的农家出现了畸形牲畜等等。这些事实是不容忽视的，倘若大型核电站泄露甚至爆炸，那这种效果不亚于核武器战争的爆发，地球也就意味着走向了死亡。
核原料的开采活动中会产生比较严重的污染，在印度贾都古达铀矿开采以来，居住在贾都古达铀矿周围方圆15公里以内的居民，患上癌症和白血病的比例较高，许多人关节变形，残疾婴儿的出生率急剧上升。实际上，在铀矿田区域，天然放射性物质所产生的辐射是环境辐射的主要来源，其中内照射剂量主要来自空气中的氡及其子体，它是导致肺癌的重要因素之一。地下核试验对地下水会产生放射性核素，而对环境造成很大的危害。携带放射性核素的地下水经过自由流动和人工抽水两种途径将放射性污染传播给生物圈内的各种物种，以及间接影响地表水源极限排泄的生态环境。
其实核电站在运行过程中只要正常，其对生态环境的影响是非常小的，自核电站被建设使用至今，几乎没有发现一些客观上的危害，1979年美国三里岛压水堆核电站事故和1986年苏联切尔诺贝利核电站事故都是由于人为因素造成的，而日本核电站的事故则是由于地震这一自然灾害造成。所以核能的使用，只要在采矿和处理核废料的过程中做好保护性工作，在电站运行中注意好一些安全措施，基本上是很安全和清洁的。

六、 我国发展核能的策略建议
我国是一个人口大多，虽然资源丰富，但人均水平要比世界平均水平低得多，能源的需求理所当然是巨大的。这样看来大力发展核能是一件利国利民的好事。但是许多事情都是有利有弊，何况发展核能对我们来说，是一件国家大事。
现在的世界，全球对能源急剧上升的需求，能源问题已经成为环境问题以后的大问题，我国怎样能在其它大国的压制下，找出一条属于我们自己的能源之路，是十分重要的。面对世界激烈的竞争，我们不能畏首畏尾，应该制定好核能发展目标，促进核能健康运行。尽力维护现有的稳定政局和社会秩序，为核能在我国安全发展，提供良好的内部环境。
当然，我们还应谨慎对待开发核能的项目。吸取国外发展核能的事实经验，稳中前行，借鉴其它国家的经验，综合我国实力与国情，发展核能。不要光追求经济利益，而忽略了生态环境效益和群众效益，做到综合发展，统筹兼顾，在发展核能的同时注意生态环境的保护。特别是在出现问题时要及时处理，不能像日本核电站泄漏一样，给自己的国家乃至世界造成不可挽回的损失。
结论
总体来说，发展核能对世界时有利的，既能节约能源，又能控制对大气的污染，特别是在遏制全球变暖的温室效应的速度上有很重要的作用。在现在这个社会，核能的发展是不可避免的，我们应该审时度势，科学决策，合理的发展核事业，为世界能源找到一条洁净的新出路。但同时我们应该清醒的认识核放射对生态环境的影响，在发展核能的同时也要尽最大的努力去研究和发展如何应对核污染。
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参考文献
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Based on the Fact，Abstracts of the 13th Pacific Basin Nuclear Conference，2002-101百度词条——核能对生态环境的影响