核能應用于生產(chǎn)領域歸功于什么，核能的利用有哪些

來源：整理時間：2023-08-05 10:06:35 編輯：金融知識手機版

1，核能的利用有哪些

核能的反應過程就是：發(fā)熱發(fā)光輻射動能轉(zhuǎn)化后就可以發(fā)電醫(yī)療毀滅臨界質(zhì)量的核材料壓合在一起。

核能的利用有哪些

2，核能的應用以及未來的用途

核能發(fā)電　　利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似。只是以核反應堆及蒸汽發(fā)生器來代替火力發(fā)電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學能。除沸水堆外（見輕水堆），其他類型的動力堆都是一回路的冷卻劑通過堆心加熱，在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳給二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推動汽輪發(fā)電機。沸水堆則是一回路的冷卻劑通過堆心加熱變成70個大氣壓左右的飽和蒸汽，經(jīng)汽水分離并干燥后直接推動汽輪發(fā)電機。　優(yōu)點：　　1.核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中，因此核能發(fā)電不會造成空氣污染。　　2.核能發(fā)電不會產(chǎn)生加重地球溫室效應的二氧化碳。　　3.核能發(fā)電所使用的鈾燃料，除了發(fā)電外，沒有其他的用途。　　4.核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送。　　5.核能發(fā)電的成本中，燃料費用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟情勢影響，故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。　　缺點：　　1.核能電廠會產(chǎn)生高低階放射性廢料，或者是使用過之核燃料，雖然所占體積不大，但因具有放射線，故必須慎重處理，且需面對相當大的政治困擾。　　2.核能發(fā)電廠熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境裏，故核能電廠的熱污染較嚴重。　　3.核能電廠投資成本太大，電力公司的財務風險較高。　　4.核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運轉(zhuǎn)核能為微型裝置提供動力　　目前，世界各地的研究人員正在開發(fā)寬度小于人的頭發(fā)的微型裝置，用于從生化傳感器到醫(yī)學植入體的各種用途。但這方面存在著一個障礙：目前還沒人能拿出一種與這么小的微型機械裝置相匹配的能源?！　∪魏我粋€隨身攜帶過使用五磅重電池、而自重僅一磅的便攜式電腦的人都該明白這句話的意思。為了實現(xiàn)這些裝置的全部潛在用途，需要有這樣一種能源，它既能提供強大的動力，又要小得足以安裝在同一塊芯片上?！　‖F(xiàn)在，威斯康星大學的一組工程師相信他們也許找到了正確的方法。他們已經(jīng)開始了一個利用核能來提供能量的項目，但這些發(fā)電機將與向家庭和工廠提供電力的帶穹頂?shù)暮穗姀S完全不同。　　這些微型裝置的能源不是靠轉(zhuǎn)動的渦輪機來發(fā)電，而是利用微量的放射性物質(zhì)，通過它們的衰變來產(chǎn)生電能。以前也有過這種做法，但規(guī)模要大得多。人們曾用這種方法給從心臟起搏器到探索太陽系外層黑暗空間的航天器等各種裝置提供能源。　核能是人類最具希望的未來能源。目前人們開發(fā)核能的途徑有兩條：一是重元素的裂變，如鈾的裂變；二是輕元素的聚變，如氘、氚、鋰等。重元素的裂變技術(shù)，己得到實際性的應用；而輕元素聚變技術(shù)，也正在積極研制之中?？刹徽撌侵卦剽?，還是輕元素氘、氚，在海洋中都有相當巨大的儲藏量。　　鈾是高能量的核燃料，１千克鈾可供利用的能量相當于燃燒2250噸優(yōu)質(zhì)煤。然而陸地上鈾的儲藏量并不豐富，且分布極不均勻。只有少數(shù)國家擁有有限的鈾礦，全世界較適于開采的只有100萬噸，加上低品位鈾礦及其副產(chǎn)鈾化物，總量也不超過500萬噸，按目前的消耗量，只夠開采幾十年。而在巨大的海水水體中，卻含有豐富的鈾礦資源。據(jù)估計，海水中溶解的鈾的數(shù)量可達45億噸，相當于陸地總儲量的幾千倍。如果能將海水中的鈾全部提取出來，所含的裂變能可保證人類幾萬年的能源需要。不過，海水中含鈾的濃度很低，1000噸海水只含有3克鈾。只有先把鈾從海水中提取出來，才能應用。而要從海水中提取鈾，從技術(shù)上講是件十分困難的事情，需要處理大量海水，技術(shù)工藝十分復雜。但是，人們已經(jīng)試驗了很多種海水提鈾的辦法，如吸附法、共沉法、氣泡分離法以及藻類生物濃縮法等。

制造成武器還可以作為潛艇之類的動力核能發(fā)電

中文名稱：核能英文名稱： nuclear energy 其他名稱：原子能定義1：由于原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而釋放出的能量。所屬學科：電力（一級學科）；核電（二級學科）定義2：核反應或核躍遷時釋放的能量。例如重核裂變、輕核聚變時釋放的巨大能量。所屬學科：資源科技（一級學科）；能源資源學（二級學科）核能是可持續(xù)發(fā)展的能源　　據(jù)估計，在世界上核裂變的主要燃料鈾和釷的儲量分別約為490萬噸和275萬噸。這些裂變?nèi)剂献憧梢杂玫骄圩兡軙r代。輕核聚變的燃料是氘和鋰，1升海水能提取30毫克氘，在聚變反應中能產(chǎn)生約等于300升汽油的能量，即"1升海水約等于300升汽油"，地球上海水中有40多萬億噸氘，足夠人類使用百億年。地球上的鋰儲量有2000多億噸，鋰可用來制造氚，足夠人類在聚變能時代使用。況且以目前世界能源消費的水平來計算，地球上能夠用于核聚變的氘和氚的數(shù)量，可供人類使用上千億年。因此，有關能源專家認為，如果解決了核聚變技術(shù)，那么人類將能從根本上解決能源問題。　　1. 核工業(yè)的主要業(yè)務范圍　　核工業(yè)的主要業(yè)務范圍包括：鈾礦勘探、鈾礦開采與鈾的提取、燃料元件制造、鈾同位素分離、反應堆發(fā)電、乏燃料后處理、同位素應用以及與核工業(yè)相關的建筑安裝、儀器儀表、設備制造與加工、安全防護及環(huán)境保護。　　2. 核燃料循環(huán)及其組成　　核燃料循環(huán)是指核燃料的獲得、使用、處理、回收利用的全過程。它是核工業(yè)體系中的重要組成部分。核燃料循環(huán)通常分為前端和后端兩部分，前端包括鈾礦勘探、鈾礦開采、礦石加工（包括選礦、浸出、提取和沉淀等工序）、精制、轉(zhuǎn)化、濃縮、元件制造等；后端包括對反應堆輻照以后的乏燃料元件進行鈾钚分離的后處理以及對放射性廢物進行處理、貯存和處置。　　3. 鈾礦地質(zhì)勘探　　鈾是核工業(yè)最基本的原料。鈾礦地質(zhì)勘探的目的是查明和研究鈾礦床形成的地質(zhì)條件，總結(jié)出鈾礦床在時間上和空間上的分布規(guī)律，并用此規(guī)律指導普查勘探，探明地下的鈾礦資源。普查勘探工作的程序為區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、普查和詳查、揭露評價、勘探等，同時還要求工作人員進行地形測量、地質(zhì)填圖、原始資料編錄等-系列的基礎地質(zhì)工作。　　分散在地殼中的鈾元素在各種地質(zhì)作用下不斷集中，最終形成了鈾礦物的堆積物，即鈾礦床。了解鈾礦床的形成過程，對鈾礦普查勘探具有十分重要的指導意義。并不是所有的鈾礦床都有開采、進行工業(yè)利用價值的。據(jù)統(tǒng)計，在已發(fā)現(xiàn)的170多種鈾礦床及含鈾礦物中，具有實際開采價值只有14～18%。影響鈾礦床工業(yè)的兩個主要因素是礦石品位和礦床儲量。此外，評價的因素還有礦石技術(shù)加工性能、礦床開采條件，有用元素綜合利用的可能性和交通運輸條件等。　　4. 鈾礦開采　　生產(chǎn)鈾的第一步是鈾礦開采。其任務是從地下礦床中開采出工業(yè)品位的鈾礦石，或?qū)⑩櫧?jīng)化學溶浸，生產(chǎn)出液體鈾化合物。由于鈾礦有放射性，所以鈾礦開采其特殊方法。常用的主要有三種：露天開采、地下開采和原地浸出。露天開采一般用于埋藏較淺的礦體，方法剝離表土和覆蓋巖石，使礦石出露，然后進行采礦。地下開采一般用于埋藏較深的礦體，此種方法的工藝過程比較復雜。與以上兩種法方法相比，原地浸出采鈾具有生產(chǎn)成本低，勞動強度小等優(yōu)點，但其應用有一定的局限性，僅適用于具有一定地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的礦床。其方法是通過地表鉆孔將化學反應劑注入礦帶，通過化學反應選擇性地溶解礦石中的有用成分--鈾，并將浸出液提取出地表，而不使礦石繞圍巖產(chǎn)生位移。　　核能發(fā)電機 5. 鈾礦石的加工　　鈾礦石加工的目的是將開采出來的具有工業(yè)品位或經(jīng)放射性選礦的礦加工富集，使其成為含鈾較高的中間產(chǎn)品，即通常所說的鈾化學濃縮物。將此種鈾化學濃縮物精制，進一步加工成易于氫氟化的鈾氧化物作為下一步工序的原料。　　鈾礦石加工的主要步驟包括：礦石品位、磨礦、礦石浸出，母液分離、溶液純化、沉淀等工序。　　為了便于浸出，礦石被開采出來后，必須將其破碎磨細，使鈾礦物充分暴露。然后采用一定的工藝，借助一些化學試劑（即浸出劑）或其它手段將礦石中有價值的組分選擇性地溶解出來。浸出方法有兩種：酸法和堿法。由于浸出液中鈾含量低，而且雜質(zhì)種類多，含量高，所以必須將雜質(zhì)去除才能確保鈾的純度。實現(xiàn)這一過程，可以選擇以下兩種方法:離子交換法（又稱吸附法）和溶劑萃取法。水冶生產(chǎn)的最后一道工序是將沉淀物洗滌、壓濾、干燥，然后得到水冶產(chǎn)品鈾化學濃縮物，又稱黃餅。　　6. 鈾的濃縮　　為了提高鈾-235濃度所進行的鈾同位素的分離處理稱為濃縮。通過濃縮可以為某些反應堆提供鈾-235濃度符合要求的鈾燃料,現(xiàn)今所采用的濃縮方法有氣體擴散法、分離法、激光法、噴嘴法、電磁分離法、化學分離法等，其中氣體擴散法和離心分離法是現(xiàn)代工業(yè)上普遍采用的濃縮方法。濃縮處理是以六氟化鈾形式進行的。　　7. 核燃料元件　　經(jīng)過提純或濃縮的鈾，還不能直接用作核燃料。必須經(jīng)過化學，物理、機械加工等處理后，制成各種不同形狀和品質(zhì)的元件，才能供反應堆作為燃料來使用。核燃料元件種類繁多，按組分特征來分，可分為金屬型、陶瓷型和彌散型；按幾何形狀來分，有柱狀、棒狀、環(huán)狀、板狀、條狀、球狀、棱柱狀元件；按反應堆來分，可以分為試驗堆元件，生產(chǎn)堆元件，動力堆元件（包括核電站用的核燃料組件）。　　核燃料元件一般都是由芯體和包殼組成的。由于它長期在強輻射、高溫、高流速甚至高壓的環(huán)境下工作，所以對芯片的綜合性能、包殼材料的結(jié)構(gòu)和使用壽命都有很高的要求?？梢?，核燃料元件制造是一種高科技含量的技術(shù)。　　8. 乏燃料的后處理　　經(jīng)過輻照的燃料元件，從堆內(nèi)卸出時總是含有一定量未分裂和新生的裂變?nèi)剂?。乏燃料的后處理的目的就是回收這些裂變?nèi)剂先玮?235，鈾-233和钚，利用它們再制造新的燃料元件或用做核武器裝料。此外，回收轉(zhuǎn)換原料（鈾-238，銫-137，鍶-90），提取處理所生成的超鈾元素以及可用作射線源的某些放射性裂變產(chǎn)物（如銫-137，鍶-90等），都有很大的科學和經(jīng)濟價值。但此項工序放射性強，毒性大，容易發(fā)生臨界事故，所以，在進行乏燃料的后處理時一定要加強安全防護措施。　　后處理工藝一般分為四個步驟：冷卻與首端處理、化學分離、通過化學轉(zhuǎn)化還原出鈾和钚、通過凈化分別制成金屬鈾（或二氧化鈾）及钚（或二氧化钚）。冷卻與首端處理是冷卻將乏燃料組件解體，即脫除元件包殼，溶解燃料芯塊。化學分離（即凈化與去污過程）是將裂變產(chǎn)物從ｕ-pu中清除出去,然后用溶劑淬取法將鈾-钚分離并分別以硝酸鈾酰和硝酸钚溶液形式提取出來。　　9. 三廢處理與處置　　在核工業(yè)生產(chǎn)和科研過程中，會產(chǎn)生一些不同程度放射性的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的廢物，簡稱為"三廢"。在這些廢物中，放射性物質(zhì)的含量雖然很低，危害卻很大。普通的外界條件（如物理、化學、生物方法）對放射性物質(zhì)基本上不會起作用。因此在放射性廢物處理過程中，除了靠放射性物質(zhì)的衰變使其放射性衰減外，就只能采取多級凈化、去污、壓縮減容、焚燒、固化等措施將放射性物質(zhì)從廢物中分離出來，使?jié)饧派湫晕镔|(zhì)的廢物體積盡量減小，并改變其存在的狀態(tài)，以達安全處置的目的。這個過程稱為"三廢處理與處置"。

核能的應用以及未來的用途