9月3日，國務(wù)院新聞辦發(fā)表《中國的核安全》白皮書。這是中國發(fā)表的首部核安全白皮書。核能是人類歷史上一項(xiàng)非常偉大的發(fā)明，今天我們就來了解一下關(guān)于核能的故事。

發(fā)現(xiàn)核能

核能，亦稱為原子能，是通過核反應(yīng)從原子核釋放的能量。核能的發(fā)現(xiàn)離不開19世紀(jì)末到20世紀(jì)初西方科學(xué)家的探索，他們?yōu)楹四艿陌l(fā)現(xiàn)和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

19世紀(jì)末英國物理學(xué)家湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子，人類逐漸揭開了原子核的神秘面紗。

1895年德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線。

1896年法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射性。

1898年居里夫人與居里先生發(fā)現(xiàn)放射性元素釙。

1902年居里夫人發(fā)現(xiàn)了放射性元素鐳。

1905年，愛因斯坦提出了著名的質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式——E=mc²，E=能量，m=質(zhì)量，c=光速，這個(gè)公式闡述了能量與質(zhì)量間相互關(guān)系。

1914年英國物理學(xué)家盧瑟福通過實(shí)驗(yàn)，確定氫原子核是一個(gè)正電荷單元，稱為質(zhì)子。

1935年英國物理學(xué)家查得威克發(fā)現(xiàn)了中子。

1938年德國科學(xué)家奧托·哈恩用中子轟擊鈾原子核，發(fā)現(xiàn)了核裂變現(xiàn)象。

進(jìn)入20世紀(jì)中期，核能運(yùn)用開始進(jìn)入實(shí)踐階段。

1942年12月2日美國芝加哥大學(xué)成功啟動(dòng)了世界上第一座核反應(yīng)堆。

1945年8月6日和9日美國將兩顆原子彈先后投在了日本的廣島和長崎。

1954年蘇聯(lián)建成了世界上第一座商用核電站——奧布靈斯克核電站。

從此人類開始將核能運(yùn)用于軍事、能源、工業(yè)、航天等領(lǐng)域。美國、俄羅斯、英國、法國、中國、日本、以色列等國相繼展開核能應(yīng)用研究。

核知識

(一)原子與原子核

原子指化學(xué)反應(yīng)不可再分的基本微粒，但在物理狀態(tài)中可以分割。原子分為原子核與核外電子，原子核又由質(zhì)子和中子組成。原子核的能量被釋放之后就是核能。

根據(jù)質(zhì)子和中子數(shù)量的不同，原子的類型也不同：質(zhì)子數(shù)決定了該原子屬于哪一種元素，而中子數(shù)則確定了該原子是此元素的哪一個(gè)同位素。

(二)同位素

質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子被稱為同位素。簡單的說同位素就是指某個(gè)元素的各種原子，它們具有相同的化學(xué)性質(zhì)。例如：氫有三種同位素，H氕、D氘(又叫重氫)、T氚(又叫超重氫);碳有多種同位素，12C、13C和 14C等。按質(zhì)量不同通常可以分為重同位素和輕同位素。

(三)鈾同位素

鈾(U)是自然界中能夠找到的最重元素，呈銀白色，具有硬度強(qiáng)、密度高、可延展、有放射性等特征。1789年由馬丁·海因里希·克拉普羅特發(fā)現(xiàn)。天然鈾含有三種同位素：238U、235U和234U，均帶有放射性，擁有非常長的半衰期(數(shù)10萬年~45億年)。鈾化合物早期用于瓷器的著色，在核裂變現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后用作為核燃料。

(四)核反應(yīng)

核裂變是指由重的原子核(主要是指鈾核或钚核)分裂成兩個(gè)或多個(gè)質(zhì)量較小的原子的一種核反應(yīng)形式。原子彈或核能發(fā)電廠的能量來源就是核裂變。其中鈾裂變在核電廠最常見，通過鏈?zhǔn)椒磻?yīng)原子核釋放巨大能量產(chǎn)生核能，故核能也被稱為核裂變能。

核衰變，是不穩(wěn)定的放射性核放射出射線后衰變?yōu)榱硪环N核或衰變?yōu)槟芰枯^低的核的過程。1896年法國科學(xué)家A.H.貝可勒爾研究含鈾礦物質(zhì)的熒光現(xiàn)象時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)鈾鹽能放射出穿透力很強(qiáng)可使照相底片感光的不可見射線，這就是衰變產(chǎn)生的射線。經(jīng)過多年細(xì)致研究，弄清楚這種放射性是鈾、釷、鐳等原子核的性質(zhì)，與環(huán)境溫度以及所處的化學(xué)狀態(tài)無關(guān);放射性放出的射線有3種：①α射線，具有最強(qiáng)的電離作用，穿透本領(lǐng)很小。②β射線，電離作用較弱，穿透本領(lǐng)較強(qiáng)。③γ射線，電離作用最弱，穿透本領(lǐng)最強(qiáng)。人們利用地殼演示中存在的微量放射性元素衰變規(guī)律，可以測定地球的年齡(46億年)。

核聚變，也叫做熱核反應(yīng)，是指由質(zhì)量小的原子(主要是指氘)，在一定條件下(如超高溫和高壓，只有在極高的溫度和壓力下才能讓核外電子擺脫原子核的束縛)，讓兩個(gè)原子核能夠互相吸引而碰撞到一起，發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核(如氦)，在這個(gè)碰撞過程中大量電子和中子逃離原子核的束縛而釋放出來，從而產(chǎn)生巨大的能量釋放。