第二章化學(xué)與能源(編輯修改稿)
2025-01-16 07:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 個問題令人擔(dān)憂：一是安全運(yùn)行；二是核廢料的處理。 ? 國際上最嚴(yán)重的核泄露事件： 切爾諾貝利核電站 ? 日本地震核泄漏 核能的開發(fā)，安全必須先行 切爾諾貝利核電站搶險(xiǎn)人員紀(jì)念碑 核裂變能的利用帶來的問題 放射性廢料的危害 核廢料是指含有 α 、 β 和 γ 輻射的不穩(wěn)定元素并伴隨有熱產(chǎn)生的無用材料，核廢料進(jìn)入環(huán)境后會造成水、大氣、土壤的污染，并通過各種途徑進(jìn)入人體，當(dāng)放射性輻射超過一定水平，就能殺死生物體的細(xì)胞，妨礙正常細(xì)胞分裂和再生，引起細(xì)胞內(nèi)遺傳信息的突變。 在衰變過程中，輻射的主要產(chǎn)物有 α ， β 和 γ 射線，而 X射線是另一種由原子核外層電子引起的輻射。 研究表明，孕婦在懷孕初期腹部受過 X光照射，她們生下的孩子與母親不受 X光照射的孩子相比，死于白血病的概率要大50%。受放射性污染的人在數(shù)年或數(shù)十年后，可能出現(xiàn)癌癥、白內(nèi)障、失明、生長遲緩、生育力降低等遠(yuǎn)期效應(yīng)，還可能出現(xiàn)胎兒畸形、流產(chǎn)、死產(chǎn)等遺傳效應(yīng)。 放射性核廢料的處理 如何處理這些廢料可能將是最終核能使用的最大障礙。目前，核廢料的處理，國際上通常采用海洋和陸地兩種方法處理核廢料。一般是再將裝有核廢料的金屬罐投入選定海域 4000米以下的海底，或深埋于建在地下厚厚巖石層里的核廢料處理庫中。美國、俄羅斯、加拿大、澳大利亞等一些國家因幅員遼闊，荒原廣袤，一般采用陸地深埋法。 六 太陽能 能源之母 太陽能即太陽輻射能，它是太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。 ? 地球軌道上的平均太陽輻射強(qiáng)度為 1367kw/m2。地球赤道的周長為 40000km，從而可計(jì)算出，地球獲得的能量可達(dá)172,500TW。也就是說 太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于 500萬噸煤。 ? 對太陽能的收集和利用主要有三種形式： 光 化學(xué)轉(zhuǎn)化（綠色植物的光合作用） 。 光 熱轉(zhuǎn)化（通過集熱器）； 光 電轉(zhuǎn)化（光電效應(yīng)，將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能）。 （一）對太陽能的間接利用 通過光合作用的形式利用太陽能 煤炭 —— 當(dāng)代工業(yè)的糧食 石油 —— 當(dāng)代工業(yè)的血液 天然氣 —— 最清潔的化學(xué)能源 生物質(zhì)能 —— 前景廣闊的綠色能源 （ 二）太陽輻射能的直接利用 與其他能源相比，太陽能具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）它沒有一般煤炭、石油等礦物燃料產(chǎn)生的有害氣體和廢渣，因而不污染環(huán)境，被稱作“干凈能源”。 （ 2）到處都可以得到太陽能，使用方便、安全。 （ 3）成本低廉，可以再生。 對太陽能直接利用的形式 （ 1）太陽能電池 把太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能 太陽能電池 太陽能發(fā)電站 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由 太陽電池陣列、貯能蓄電池、防反充二極管、充電控制器及逆變器、測量設(shè)備 等組成。 太陽能發(fā)電站一旦建成，不需要運(yùn)行投資即能運(yùn)用 ,但初期投資較高。 加利福尼亞一家太陽能發(fā)電站中的太陽能反射裝置 （ 2）對紅外線的利用 主要的利用途徑是光熱轉(zhuǎn)換，即把太陽能直接轉(zhuǎn)變成熱能。 中國蘊(yùn)藏著豐富的太陽能資源，目前，我國太陽能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一，是全球太陽能熱水器生產(chǎn)量和使用量最大的國家和重要的太陽能光伏電池生產(chǎn)國。 七 化學(xué)能 化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，稱為化學(xué)電池或化學(xué)電源。原理：氧化還原反應(yīng)。 種類： 鋅錳干電池 — 收音機(jī)、手電筒 銀鋅電池 電子表、計(jì)算器； 鉛蓄電池 汽車工業(yè)、飛機(jī)、軍工等，市場上占 90%； 鋰電池 手機(jī)、攝像機(jī)、筆記本電腦； ? 八 當(dāng)代新能源 ? 指太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能? ? 他們的共同特點(diǎn)：資源豐富、可以再生、沒有污染，它們是遠(yuǎn)有前景、近有實(shí)效的能源。 ? 缺點(diǎn)：技術(shù)難度大、成本高、不宜推廣。 ? 新能源的開發(fā)都是綜合性項(xiàng)目，涉及化學(xué)、物理、電子、機(jī)械、儀表等各行各業(yè)，其中所需的新材料需要化學(xué)工作者研制，許多化學(xué)過程和反應(yīng)條件，需化學(xué)工作者研究，總之化學(xué)家將積極參與新能源的開發(fā)工作。 風(fēng)能 水能 太陽能 海浪發(fā)電站 ? 國情決定我國能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的發(fā)展戰(zhàn)略是：以煤炭為基礎(chǔ)，以電力為中心，積極開發(fā)石油、天然氣，適當(dāng)發(fā)展核電，因地制宜開發(fā)新能源和可再生能源，走優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的南陽可持續(xù)發(fā)展之路。 ? 中國推出清潔能源六大措施 —— 2023年 8月 29日，國家環(huán)保總局副局長汪紀(jì)戎在“中美清潔能源技術(shù)論壇暨技術(shù)與設(shè)備博覽會”上說，化石能源占主導(dǎo)地位的狀況在中國持續(xù)了幾十年，當(dāng)前已經(jīng)成為環(huán)境污染的主要來源。要切實(shí)改善我國城市的空氣質(zhì)量狀況，必須從改善能源結(jié)構(gòu)、提高清潔能源使用比例入手，主要措施 包括 推廣使用清潔能源，改善城市燃料結(jié)構(gòu)，城市飲食服務(wù)業(yè)和民用灶爐使用清潔燃料；劃定污染燃料的禁銷區(qū)域；控制煤炭使用比例，用優(yōu)質(zhì)煤代替劣質(zhì)煤；鼓勵潔凈煤的發(fā)展；組織清潔能源行動。 ? 我國的能源結(jié)構(gòu)也正向多樣化的方向發(fā)展。 ? 北緯 30176。線貫穿四大文明古國，是一條神秘而又奇特的緯線。 ? 在地球北緯 30度線附近的區(qū)域，地質(zhì)地貌最紛繁多樣，物種礦藏最豐富多彩，水文氣候最復(fù)雜多變，自然之謎、神秘現(xiàn)象最集中多現(xiàn)，是地球遠(yuǎn)古自然奇觀和人類史前文明遺跡最為集中，也最為神秘的地區(qū)。 例如，地球上海拔最高的珠穆朗瑪峰和最深的西太平洋馬里亞納海溝正位于北緯 30度地帶；世界上幾條著名的大江大河 —— 比如埃及的尼羅河、伊拉克的幼發(fā)拉底河、中國的長江、美國的密西西比河等，都是在這一特殊的緯度線進(jìn)入浩蕩的海洋 ；此外，像古埃及金字塔“獅身人面像、瑪雅文化遺址、復(fù)活島“巨石人像、百慕大三角區(qū)無不處在北緯 30
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