随着科学技术的不断发展,人们对于能源安全问题就变得越发重视。
毕竟有句话是这样说的:“谁掌握了能源,谁就掌握了地球的话语权。”
就比如说能持续高效释放出巨大能量,且绿色无污染的核能,一直都是人类梦寐以求的“无限能源”。
但由于受到技术和材料的限制,人类目前距离这一目标还相距甚远。
只能利用核裂变,能量转化效率才不过百分之三十而已。
可即便如此,核裂变所释放的巨大能量,仍是传统能源所无法比拟的。
据相关资料显示,一公斤铀235,至少可释放出相当于2700吨标准煤的能量,可见其市场前景巨大。
目前,中美俄三国为保障国家能源的安全,都各自在国内建造了数量不一的核电站。
其中美国93座,俄罗斯37座,那么中国有多少呢?
首先我们来了解一下什么是核能。
核能,顾名思义,就是在微观世界通过一系列反应,从原子核释放出能量的方式。
经过相关科学家们的不断研究,核能释放能量的方式大致分为以下三种:
第一种是核裂变,又称核分裂。
即一个质量相对较重的原子核,分裂成两个或是更多个质量相对较轻的原子的一种反应方式。
第二种是核聚变,又称核融合,是与核裂变一种完全相反的反应方式。
即两个质量相对较轻的原子核,融合成一个质量相对较重,和一个质量极轻的反应方式。
最后一种则是核衰变,即原子核自内而外散发出某种粒子,变成另一种核的过程。
目前,在人类社会应用范围最广的则是第一种核裂变。
而世界上最早发现核能会释放巨大能量的人,就是大名鼎鼎的爱因斯坦。
当时,世界上众多的物理学家们都在研究物质、能量和光,三者之间的相互转换。
在研究麦克斯韦电磁理论后,爱因斯坦意外发现,即便是在电磁场中,也依旧存在能量的互相转换。
于是他在这一领域不断深耕,再度有了重要发现:物质就是电场和磁场的联合。
即,万事万物都有电子所形成的磁场。
爱因斯坦最后将研究成果统合了起来,成功得出了质能方程,为后续物理学的发展奠定了坚实的基础。
而奥本海默也是在这一基础上将核能运用到了现实,他也被称为“原子弹之父”。
奥本海默与爱因斯坦都是杰出的物理学家,他不仅在物理界的诸多领域都有所建树,甚至还对天文物理都有所研究。
1938年,他与学生发表了一篇名为《论大质量中子星核》的论文,证明了中子星的存在。
随后他又不断完善自己的科研成果,发表了一篇《论持续不断的引力吸引》的文章,预测出了“黑洞”的存在。
1942年,美国投入巨大的资金,正式开始了曼哈顿计划。
奥本海默因在物理学界独特的地位,成功担任了该计划的第一负责人。
经过长达三年的不懈努力,原子弹成功试爆。
值得一提的是,这一武器并没有给他带来任何的成就感,反而让他余生都备受煎熬。
他常常这样说道:“我成了一切世界的毁灭者。”
但武器从来没有对错,试想一把菜刀,它在厨房就是做饭的工具,而在那些心怀恶意的人手中,则会变成凶器。
尽管原子弹那巨大的威力,给世界绝大部分的人带来了恐慌,但也有人看到了这款武器的另一种可能。
那就是人类能否彻底“降服”这款武器,让它为人类的发展添砖加瓦。
这一时期的美国,的确称得上是科学研究的天堂。
当有科学家提出科研要求时,美国政府都会大概率地选择同意,进而拨出研究经费。
所以当这种声音一经出现,美国就开始了这方面的研究。
经过相关科学家们的不断努力,美国在1951年,建成了一座实验性质的核电站。
尽管是在军用核反应堆上研制而成,能量转换效率也极其有限,但也证实了核电技术的可行性。
经过不断地技术改良,美国成功在1957年,建设成了功率为9万千瓦的民用核电站。
随着后续技术的迭代发展,相关产业链的完善,美国核电站从上个世纪七十年代开始大规模地出现,并逐渐设计发明出了压水堆、沸水堆两款核电堆。
两款功率至少都在几十万千瓦以上,大大减少了传统能源的消耗,核能经济开始逐渐出现。
当时间临近新世纪,美国又研制出了新一代的核电站技术,能量转换效率进一步提升,同时还提升了安全性。
的确,美国曾经是核电领域当之无愧的第一,也开创了许多先河。
但随着时代的发展,世界各国也在进行技术追赶,如今美国在这一领域已无法重现昔日的辉煌。
在已建成的93座核电站中,有大部分都是上个世纪遗留下来的,都有着不小的安全隐患。
其次来看俄罗斯。
与美国相比,俄罗斯的前身苏联毕竟亲身经历了二战,科研条件与人才都有着一定的损失,在起步阶段自然要比美国晚上不少。
可还是凭借其强悍的综合国力,硬生生地缩短了这一方面的差距,与美国并称为那个时代的核电大国。
核能虽说是绿色能源,但其放射性特性,依旧会对环境乃至人类造成巨大的伤害。
就比如说上个世纪著名的切尔诺贝利事件,这也为世界各国提了一个警醒。
后来苏联解体,俄罗斯作为其主要继承国,同样十分重视核电技术的发展,在世界依旧名列前茅。
其中较为成熟的EEVR系列压水堆技术,就得到了广泛应用,即便是处理核废水技术,俄罗斯也有着自己的解决方法。
尽管俄罗斯目前境内核电站的数量,与美国有着断崖式的差距,仅有37座,维护成本也相对较低。
但大部分都是苏联时期遗留下来的,伴随其近些年来的经济发展受限,其中相当一部分也在面临老化的问题。
最后再来看中国。
虽说中国是在上个世纪七十年代,才开始着手建设自己的核电站,相比以上两国也是起步最晚的。
但我们有着再接再厉的精神,即便当时不如他们,但并不代表着我们不能半道超车。
伴随泰山核电站的成功运行,中国也自此进入了世界核电大国的门槛。
此后,中国核电技术也走出了国门,开始承建起了世界各国的核电站。
这不仅打响了名声,我们还在这一过程中,有了属于自己的技术储备,并厚积薄发。
到了2005年,中国核电技术就开始进入了快速发展时期,仅用时不过十年的时间,就走到了世界前列。
目前,中国已建起了55座核电站,在建的还有26座。
值得一提的是,中国核电虽然仍在蓬勃发展,但我们的科研人员依旧在致力于下一代技术的攻关。
目前四代核电技术的科研工作,也取得了不错的进展。
更重要的是,我们的核电站因为是刚刚建造的缘故,并不存在设备老化的问题。
还有我们也非常重视安全问题,甚至还出台了一系列的规章措施,极大解决了核泄漏问题。