化学与社会1.doc

《化学与社会》结课论文

姓名 曹胜华
系别 生物系
专业 生物技术及应用
学号 200930771015
年级 2009级
本（专）专科

摘要 ：本文通过对比的方法，阐述了核能的优缺点，论证核能的利用带来的后果是双面的，既可以带动科技的发展，又可以给人类带来毁灭性的灾难，最后得出了核能是人类最具希望的未来能源，只要正确合理利用，必能造福于人类。
关键词：核能、核污染、核聚变
在全球发展低碳经济的大背景下，新能源成为越来越热的话题。其中关注最多的包括风能、太阳能、海洋能等的利用，这些能源的利用方兴未艾，投资前景看好。但面对任何一项新技术或新能源的利用，我们都应该本着科学的态度，从正反两个方面全面看待，合理开发、合理利用，使新能源和新技术真正造福于人类。
核能和风能、太阳能不同的是，核能给我们的印象总有点神秘感，还有一些恐惧。它的缺点和优点，都可以从全球的核武器中，清楚的认识到核能巨大的威力和杀伤力。核能，
"冰火两重天"的个性，在核能发电上引起了巨大的争议。
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。核能通过三种核反应之一释放：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。
核能是20世纪出现的新能源，核科技的发展是人类科技发展史上的重大成就。核能的和平利用，对于缓解能源紧张、减轻环境污染具有重要的意义。我国十分重视核能的开发利用，在国家高技术研究发展计划（863计划）中，能源领域研制开发三种先进反应堆，它们是快中子堆、高温气冷堆、聚变－裂变混合堆。
核能发电的过程概括就是：核能-水和水蒸气的内能-发电机转子的机械能-电能。
核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外(见轻水堆)，其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。
核能发电最大的优势就是我们所认识的，能量巨大。它以少量的核子燃料即可产生大量的能量。低浓缩铀1吨具有相当于约5万吨的重油之能量。除此之外，核能发电的优势还有以下几点：
1. 核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，核能发电的方式是：利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电。核能发电不会排放巨量的污染物质到大气中，不会造成空气污染。尤其是同火电站相比，核能发电不会产生地球温室效应的"罪魁祸首"--二氧化碳。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烧煤电站少得多，因此核能发电不会造成空气污染。　
2. 核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。 　　
3. 核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。 　　
4. 核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。
核能发电的弊端也是显而易见的，最让人恐惧的就是核辐射污染。虽然核能发电的技术已经非常成熟，但包括核泄露和核废料处理对环境生命产生致命伤害的核辐射污染时常遭到部分环保人士的反对。此外，还存在热污染等情况
1．核废料处理需严谨。使用过的核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射性，因此必须慎重处理。一旦处理不当，就很可能对环境生命产生致命的影响。核废料的放射性不能用一般的物理、化学和生物方法消除，只能靠放射性核素自身的衰变而减少。核废料放出的射线通过物质时，发生电离和激发作用，对生物体会引起辐射损伤。
　　目前，国际上处理高放射性核废料的方式主要有"再处理"和"直接处置"两种。"再处理"主要是从核废料中回收可进行再利用的核原料;"直接处置"是指将高放射性废料进行地下埋藏，一般经过冷却、干式储存、最终处置三个阶段。美国就一直采取地下掩埋的措施来处理核废料。在内华达州北部的丝兰山脉，已有1.1万个30―80吨的处理罐被埋在地下几百米深处的隧道里。
　 2. 热污染。核能发电热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。
　 3．核能发电被认为存在风险。核裂变必须由人通过一定装置进行控制。一旦失去控制，裂变能不仅不能用于发电，还会酿成灾害。全球已经发生了数起核泄露事故，对生态及民众造成了巨大伤害。有些环保人士就认为，和其他可再生能源相比，核能并不是一种安全的能源。
一般来说，在核设施（例如核电厂）内发生了意外情况，造成放射性物质外泄，致使工作人员和公众受超过或相当于规定限值的照射，则称为核事故。显然，核事故的严重程度可以有一个很大的范围，为了有一个统一的认识标准，国际上把核设施内发生的有安全意义的事件分为七个等级。只有4－7级才称为“事故”。5级以上的事故需要实施场外应急计划，这种事故世界上共发生过四次， 即苏联切尔诺贝利事故、英国温茨凯尔事故，美国三里岛事故和日本福岛核电站事故,
1979 年3月28日：美国三里岛核反应堆因为机械故障和人为的失误而使冷却水和放射性颗粒外逸，但没有人员伤亡报告。
1986 年4月26 日：前苏联切尔诺贝利核电站发生大爆炸，其放射性云团直抵西欧，造成约八千人死于辐射导致的各种疾病。 爆炸最终导致20多万平方公里的土地受到污染，今天的乌克兰、俄罗斯和白俄罗斯受到的核污染最严重。由于这次事故，核电站周围30公里范围被划为隔离区，附近的居民被疏散，庄稼被全部掩埋，周围7000米内的树木都逐渐死亡。在日后长达半个世纪的时间里，10公里范围以内将不能耕作、放牧；10年内100公里范围内被禁止生产牛奶。
2011年3月12日： 日本东京电力公司福岛第一核电站3号机组当地时间上午11点过后发生氢气爆炸。福岛县政府13日发布消息称，新确认有19名从福岛第一核电站方圆3公里撤离的人员遭到核辐射，已确认遭核辐射的人数由此上升至22人。福岛第一核电站泄漏的核物质已经飘至东京，东京地区的放射线量已经超过了往常的20倍，而且继续处于上升的趋势。　　
2011年3月15日：日本东京电力公司神福岛第二核电站发生爆炸，1至4号机组在地震发生后全部自动关闭，3号机组立即进入“冷温停止”状态。截至15日，1、2及4号机组全部实现“冷温停止”的稳定状态，脱离紧急状态。
核事故发生对人体伤害巨大，一旦放射性物质可通过呼吸吸入，皮肤伤口及消化道吸收进入体内，引起内辐射，外辐射可穿透一定距离被机体吸收，使人员受到外照射伤害。内外照射形成放射病的症状有：疲劳、头昏、失眠、皮肤发红、溃疡、出血、脱发、白血病、呕吐、腹泻等。有时还会增加癌症、畸变、遗传性病变发生率，影响几代人的健康。一般讲，身体接受的辐射能量越多，其放射病症状越严重，致癌、致畸风险越大。 　　
具体的说： 　　
轻度损伤，可能发生轻度急性放射病，如乏力，不适，食欲减退。 　　
中度损伤，能引起中度急性放射病，如头昏，乏力，恶心，有呕吐，白细胞数下降。 　　
重度损伤，能引起重度急性放射病，虽经治疗但受照者有50%可能在30天内死亡，其余50%能恢复。表现为多次呕吐，可有腹泻，白细胞数明显下降。 　　
极重度损伤，引起极重度放射性病，死亡率很高。多次吐、泻，休克，白细胞数急剧下降。核事故和原子弹爆炸的核辐射都会造成人员的立即死亡或重度损伤。还会引发癌症、不育、怪胎等。
在发生核与辐射突发事件时，特别是有较大量放射性物质向大气释放的情况下，为保护公众、应急响应人员和从事善后处理的人员，应采取一系列防护对策与措施：
①对突发事件地区及其周围环境进行辐射监测，以评价对人员可能导致的辐射危害；
②制定干预水平、行动水平和应急照射水平，凡达到或超过这些水平时，应采取相应的干预或防护行动，以限制人们的受照剂量；
③对人员采取防护措施，包括隐蔽、服用稳定性碘、撤离、个人防护、控制进出口通路、临时避迁、永久性重新定居、消除放射性污染、对食品使用进行干预等；
④对伤员尽心必要的医学处理，依据其伤情安排在不同水平的医疗单位分级处理；
⑤酌情采用其他应急救援措施，如灭火、通信联络、报警、安全保卫、运输、设立临时收留中心等。
一旦出现核与辐射突发事件，公众必须做的第一件事是获取尽可能多的、而且是可信的关于突发事件的信息，并了解政府部门的决定、通知。为此，应通过各种手段（电视、广播、电话等）保持与当地政府的信息沟通，切忌不可轻信谣言或小道信息。第二件事是按照当地政府的通知，迅速采取必要的自我防护措施。如：
①选用就近的建筑物进行隐蔽，减少直接的外照射和污染空气的吸入。关闭门窗和通风设备（包括空调、风扇），当污染的空气过去后，迅速打开门窗和通风装置。
②根据当地政府的安排，有组织、有秩序地撤离现场，避免撤离可能带来严重的负面作用。
③当判断有放射性散布事件发生时，应尽量往风向的侧面躲，并迅速进入建筑物内隐蔽。
④用湿毛巾、布块等捂住口鼻，进行呼吸道防护。
⑤若怀疑身体表面有放射性污染，可采用洗澡和更换衣服来减少放射形成污染。
⑥听从当地主管部门的安排，决定是否需要控制使用当地的食品和饮水。
出现核与辐射恐怖事件，公众要特别注意保持心态平稳，千万不要惶恐不安
这次日本受灾，除了地震加海啸，核反应堆事故引发的辐射问题也亟需应对方案。如何防止辐射，如何降低长期避难导致对健康的影响，要保护身体少遭辐射，做到以下3点很重要（1）遮蔽放射线（2）远离放射线源（3）减少遭辐射的时间
核能俗称原子能，它是原子核里的核子——中子或质子，重新分配和组合时释放出来的能量。核能分为两类：一类叫裂变能，一类叫聚变能。 　　
核能有巨大威力。1公斤铀原子核全部裂变释放出来的能量，约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能。一座100万千瓦的核电站，每年只需25吨至30吨低浓度铀核燃料，运送这些核燃料只需10辆卡车；而相同功率的煤电站，每年则需要300多万吨原煤，运输这些煤炭，要1000列火车。核聚变反应释放的能量则更巨大。据测算1公斤煤只能使一列火车开动8米；一公斤裂变原料可使一列火车开动4万公里；而1公斤聚变原料可以使一列火车行驶40万公里，相当于地球到月球的距离。 　　
地球上蕴藏着数量可观的铀、钍等裂变资源，如果把它们的裂变能充分利用，可以满足人类上千年的能源需求。在大海里，还蕴藏着不少于20万亿吨核聚变资源——氢的同位元素氘，如果可控核聚变在21世纪前期变为现实，这些氘的聚变能将可顶几万亿亿吨煤，能满足人类百亿年的能源需求。更可贵的是核聚变反应中几乎不存在反射性污染。聚变能称得上是未来的理想能源。因此，人类已把解决资源问题的希望，寄托在核能这个能源世界未来的巨人身上了核能发电的前景。
核能是人类最具希望的未来能源。目前人们开发核能的途径有两条：一是重元素的裂变，如铀的裂变；二是轻元素的聚变，如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术，己得到实际性的应用；而轻元素聚变技术，也正在积极研制之中。可不论是重元素铀，还是轻元素氘、氚，在海洋中都有相当巨大的储藏量。
另外，“能源金属”锂是用于制造氢弹的重要原料。如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决，从海水中大规模提取重水一旦实现，海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。
早在20世纪60年代末和70年代初，美国阿波罗飞船登月时，6次带回368.194千克的月球岩石和尘埃。科学家将月球尘埃加热到3000华氏度时，发现有氦等物质。经进一步分析鉴定，月球上存在大量的氦-3。科学家在进行了大量研究后认为，采用氦-3的聚变来发电，会更加安全。
有关专家认为，氦-3在地球上特别少，但是月球上很多，光是氦-3就可以为地球开发1万-5万年用的核电。地球上的氦-3总量仅有10-15吨，可谓奇缺。但是，科学家在分析了从月球上带回来的月壤样品后估算，在上亿年的时间里，月球保存着大约5亿吨氦-3，如果供人类作为替代能源使用，足以使用上千年。
　　节能减排目标的制订、能源结构调整，中国核能发展空间巨大。
　　我国核电经过20多年的发展，核电设计、建设和运营水平明显提高，核电工业基础已初步形成。进入21世纪后，我国核电发展方针由"适度发展"到"推进发展"，最后确定为"积极发展"。
　　据统计，截至2009年，我国已建成的核电装机容量为913万千瓦，而在建与已获准的装机容量也达3858万千瓦，居世界核电在建规模之首。预计2020年，建成核电装机容量为7000万千瓦，在建3000万千瓦，占总装机容量的比例由4%调高至8%。依据这个目标，按照12500元/KW的造价，整个核电市场的空间年均将有800亿元，行业前景非常可观。
从全球看，利用核能产生核电的比重占20%的国家已经很多。而我国当前利用核能产生的核电在整个电力装机容量中的比重仅为1%，因此中国未来核能发展有很大的空间。
未来核能世界核能走向
核聚变研究是当今世界科技界为解决人类未来能源问题而开展的重大国际合作计划。与不可再生能源和常规清洁能源不同，聚变能具有资源无限，不污染环境，不产生高放射性核废料等优点，是人类未来能源的主导形式之一，也是目前认识到的可以最终解决人类社会能源问题和环境问题、推动人类社会可持续发展的重要途径之一。