【文章內(nèi)容簡介】 共研制出 4枚原子彈。第一枚于 1945年 7月 16日在新墨西哥州沙漠試爆，爆炸威力是預(yù)期威力的 4倍，相當(dāng)于1． 9萬噸烈性炸藥 TNT的威力。 ? 資料 3．轟炸目標(biāo) ? 廣島和長崎起初都不是原子彈的襲擊目標(biāo)，盟軍將領(lǐng)起初選定的襲擊目標(biāo)是古都京都。但這被當(dāng)時的美國陸軍部長亨利 史汀生否決掉了，他想把京都保留給子孫后代。被轟炸前不到兩個星期長崎才被選定為轟炸目標(biāo)，部分原因是它是為數(shù)不多的幾個幾乎未受戰(zhàn)爭破壞的城市之一。 ? 4．钚的威力 ? 第一枚落在日本的原子彈代號“小男孩”，它的設(shè)計非常獨特，是用一臺改裝過的發(fā)炮裝置將一塊鈾 —235射入另一塊鈾中。這枚原子彈于 1945年 8月 6日被投在廣島，相當(dāng)于 1． 25萬噸 TNT爆炸時的威力。 3天之后，另一枚原子彈落入長崎，這次采用的是钚，威力是廣島原子彈的兩倍。 5．傷亡情況 ? 原子彈爆炸那天廣島大約有 32． 8萬人，其中有 20萬人在 5年之內(nèi)死于原子彈的影響。廣島三分之二的建筑都被摧毀。而長崎的約 25． 9萬人中有 7萬人在同一時期內(nèi)死去。至少有 9人在廣島遭襲后逃到了長崎，并且在第二次原子彈爆炸中幸免于難。 ? 6．裕仁天皇的決定 ? 第二枚原子彈爆炸后 4天，日本將領(lǐng)仍拒絕投降，并考慮采取包括自殺性襲擊在內(nèi)的一些方案來贏得“必然的勝利”。 8月 14日，裕仁天皇宣布他不能再眼睜睜看著人民忍受煎熬。第二天，日本無條件投降。這一投降非常及時：盟軍正準(zhǔn)備在東京投下第三顆原子彈。 ? 7．“印第安納波利斯”災(zāi)難 ? 在將“小男孩”的組配件從加州運來之后，美國“印第安納波利斯”號巡洋艦被一艘日本潛艇擊沉。接下來的四天里， 850名幸存者遭到鯊群的連續(xù)襲擊。他們最終被一架過路的飛機發(fā)現(xiàn)并營救，只有 300人幸存。影片《大白鯊》中，由羅伯特 肖扮演的昆特回憶了沉船及后來的這段故事。 ? 8．日本的原子彈計劃 ? 戰(zhàn)爭結(jié)束后，盟軍調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)日本從 1940年就開始自行研制原子彈。日本的物理學(xué)家已經(jīng)準(zhǔn)確地算出制造一顆原子彈至少需要 10公斤濃縮鈾。然而到 1943年，日本人弄清要從普通鈾礦石中提取這么多濃縮鈾遠非易事，原子彈計劃就此擱置。 ? 9．長期影響 ? 科學(xué)家們擔(dān)心原子彈會導(dǎo)致新生嬰兒帶有先天缺陷。放射性研究機構(gòu)從 1947年開始對幸存者進行跟蹤調(diào)查。在原子彈爆炸時尚在母腹中的3000名嬰兒中，出現(xiàn)了心理和生理方面受損的情況。但是迄今為止還沒有發(fā)現(xiàn)放射性導(dǎo)致的基因缺陷。 ? 10．核武庫增加 ? 廣島長崎原子彈爆炸后一年內(nèi)，美國已儲備 12枚原子彈。核儲備在上個世紀(jì) 80年代中期達到最高峰，目前世界上的核武器總數(shù)估計約為1． 7萬個可用核彈頭，綜合爆炸威力相當(dāng)于1945年 8月毀滅兩個日本城市的兩枚原子彈的12萬倍。 ? 我國 1956年 2月錢學(xué)森建議組建導(dǎo)彈研究所，1958年 6月毛主席提出搞原子彈， 64年 10月 16日爆炸試驗成功。 ? 核電站工作原理：連續(xù)核裂變放出具大的核能，人工加以控制使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在一定程度上連續(xù)進行，產(chǎn)生能量加熱水蒸氣，推動渦輪機發(fā)電。 ? 首要問題是： 鈾礦中 235U（ 占 ％）與 238U的分離。 采用 UF6氣體擴散速度不同進行提純，富集到 93％。 （ 2）核聚變和氫彈 ? 21H + 31H → 42He Δ H= 1011J/g相當(dāng)煤的 1000萬倍。 ? 優(yōu)點 ： A、 聚變產(chǎn)物是穩(wěn)定的氦核，無放射性污染，沒有難處理的廢料； B、 氘資源豐富， 海水中氘：氫＝ 10－ 14： 1 地球上海水總量 1018噸。 ? 核聚變發(fā)電困難 ： A、 聚變反應(yīng)需要非常高溫度 （ 109℃ ）（太陽輻射出來的巨大能量來源于核變） 如何 “ 點火 ” ？氫彈用一個小的原子彈作引爆裝置，產(chǎn)生瞬間高溫。有人建議太陽能聚光（世界最大的聚光器有九層樓高，9000塊小反射鏡組成，總面積達 2500米 3，焦點處最高溫度 4000℃ ） ? 考慮化學(xué)激光。 ? B、 如何約束 ：用什么材料制造反應(yīng)器？考慮耐火陶瓷。并探索“磁籠”約束高溫等離子體的逃逸。 探索 21H + 63Li → 2 42He （ 溫度低些的聚變反應(yīng)，處于實驗室初探階段） 國際原子能機構(gòu)副總干事維爾納 布爾卡特 2022年 10月 16日在接受新華社記者專訪時說，聚變能的商用化將為滿足人類未來能源供應(yīng)提供解決之道。這一進程有望在 30至 50年后實現(xiàn)。 世界首個多國合作探索核聚變應(yīng)用的國際熱核實驗堆（ ITER）將于進入實質(zhì)啟動階段。這個由歐盟、中國、韓國、俄羅斯、日本、印度和美國七方參與的計劃，被布爾卡特視為“一個實現(xiàn)成功控制核聚變夢想的機會”。 當(dāng)今世界，能源問題已經(jīng)成為影響人類可持續(xù)發(fā)展的一個重要話題。國際油價的高漲，石油、煤炭、天然氣等不可再生能源獲得的有限性以及環(huán)境污染的加劇，敦促人類尋找清潔、高效并具備大規(guī)模推廣潛能的能源。 布爾卡特對聚變能商用化的前景表示樂觀。他表示，雖然研發(fā)階段投入較高，但實現(xiàn)商業(yè)化后，可以用來發(fā)電供熱的聚變能卻更便宜。 海狼號核動力攻擊潛艇 ?我國 1965年 1月毛主席提出“原子彈要有，氫彈要快”，王淦昌估計：核聚變發(fā)電有望在二三十年代獲得成功（核工業(yè)西南物理所和中科院合肥所取得矚目成果） 中國的聚變研究已經(jīng)有 40多年的歷史，并先后研制成功了中國環(huán)流器一號、中國環(huán)流器新一號托卡馬克裝置，推動了世界對核聚變“磁籠”的探索和研究。 利用核能的意義 ? 發(fā)展核能是必由之路。 ? （ 1） 核能是地球上儲量最豐富能源，又是高度密集能源 。 1t鈾相當(dāng)于 2 .7Mt煤， 1t氘相當(dāng)于 11Mt煤，每噸海水有 3克氘，相當(dāng)于 300噸汽油，海水可耗 1000億年。 ? （ 2） 核電是較清潔能源，有利于保護環(huán)境 。 每發(fā)電 1000億度，放射性排放總劑量 ， 火力 發(fā)電 。 ? （ 3） 核電經(jīng)濟性優(yōu)于火電。 發(fā)電成本低 15－ 50％ ? （ 4） 以核燃燒代替化石燃料，有利于資源的合理利用 。 ? 至 1995年有 476多座熱中子堆核電站，總裝機 3 108KW，占總發(fā)電量 17％。 國家 核電比例 核發(fā)電量 法國 % 比利時 % 32TWh 美國 % ? 我國有兩座：海鹽秦山， 30萬千瓦（ 199 7）、 60萬千瓦 ；廣東大亞灣 90萬千瓦（ 1993－ 1994兩組）； 遼寧建新籌建？（ 臺灣有 6套，裝機 489萬千瓦，另有兩套 100萬千瓦招標(biāo)） 目前核能利用存在的主要問題有： （ 1）資源利用率低。工業(yè)應(yīng)用的是熱中子反應(yīng)堆核電站，雖其發(fā)電成本低于煤電，但它以鈾－ 235為燃料，天然鈾中占 %的鈾－ 238無法利用。 （ 2）燃燒后的乏燃料中除鈾－ 235及钚－ 239外，剩余的高放射性廢液含大量“少數(shù)錒系核素”（ MA）及“裂變產(chǎn)物核素”（ FP），其中有一些半衰期長達百萬年以上，成為危害生物圈的潛在因素，其最終處理技術(shù)尚未完全解決。 （ 3）反應(yīng)堆是臨界系數(shù)大于 l的無外源自持系統(tǒng)，其安全問題尚需不斷監(jiān)控及改進。 （ 4）核不擴散要求的約束，即核電站反應(yīng)堆中生成的钚－ 239受控制。 利用快中子增殖堆可以使天然鈾中的鈾－ 238轉(zhuǎn)化為钚－ 239，成為裂變?nèi)剂?。用钚?239或鈾－ 235裝料啟動運行數(shù)十年后，此系統(tǒng)可以靠鈾－ 238達到“自持”，鈾資源利用率可提高60～ 70倍。這雖然有利于資源的利用，但另 3個問題則面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而且快中子增殖堆的初始裝料要以從熱中子反應(yīng)堆乏燃料中提取的大量工業(yè)钚庫存為依托，如熱堆電站未發(fā)展到相當(dāng)?shù)难b機容量，快堆是不可能具工業(yè)應(yīng)用規(guī)模的，而此時高放射性廢液的庫存已極大。對高放射性廢液的處置方法，目前是將其固化，經(jīng)包裝后埋入穩(wěn)定的巖層中。這種“后處理一固化一深埋”的處置方式雖然可行，但從長遠看它未解決泄入生物圈的問題。 （我國 863高科技規(guī)劃把研究、設(shè)計、建造一座 104KW快速試驗性電站，作為重點項目列入。） 因此，理想的核系統(tǒng)應(yīng)是以天然鈾（或貧化鈾）作為反應(yīng)堆的基本裝料，并使它所產(chǎn)生的放射性廢物在系統(tǒng)中被嬗變?yōu)槎虊勖ò胨テ跒閹资辏┗蚍€(wěn)定的核素。使系統(tǒng)輸出的廢料是短壽命低放射性廢物。這就是目前世界核科技界大力研究的充分利用鈾資源且放射性“潔凈”的核能系統(tǒng)。 ?①、 廢熱處理 “ 熱污染 ” ：裂變核電站的熱效率33％比一般電廠多 40％。廢熱轉(zhuǎn)移到環(huán)境中去，導(dǎo)致熱污染。 ?若采用冷卻塔。 A、 冷卻成本高，使電費增加 10％；B、 需水量大得驚人。（ 1000MW的核電站，幾乎與 6萬人口城市用水量相當(dāng)） ?辦法：河水改道流過冷卻系統(tǒng)。（溫度升高 10℃ ，生產(chǎn)不連續(xù)，物種難適應(yīng)，生態(tài)系統(tǒng)破壞）取暖？ (4)核電站的環(huán)境公害。 ②、 放射性 ? 放射性輻射量度：雷姆 (rem)，＞ 幾百個 rem 死亡； 100－200 rem 疾病和惡心；＜＜ 100 rem 遺傳突變？ ? （美國人 2022年接受的輻射劑量／ mrem ：（ X胸透 100 mrem／ 次） ? 自然的 人為的如醫(yī)療 放射性散落物 雜項 核電站 合計 130 88 5 2 225 ? 目前美國規(guī)定，居民最大照射水平： 170 mrem／ 人年，外加自然的和醫(yī)療的。波林研究表明：若每個美國人增加 170 mrem／ 人年，死于癌癥增加 3萬，主張標(biāo)準(zhǔn)： 17 mrem／ 人年 ?燃料棒 “ 燃燒 ” 僅用去約 6％ 23592U ， 其中 239Pu半衰期超過 ，估計貯存時間必須持續(xù)二十萬年。 ③ 放射性廢物的處理和貯藏 在所有擁有核電站的國家，都有旨在保護現(xiàn)代人和所有后代人的有關(guān)廢物處置的嚴(yán)格法規(guī)。例如，如果不能以溶解了的物質(zhì)通過地下水進入生物圈等最壞的情況為假定條件，并且表明后代的劑量負擔(dān)很小并大大低于允許標(biāo)準(zhǔn)，那么在今天就不可能取得建造廢物處置場址的許可證。有人常說，不能讓我們這一代人享用核電站帶來