化學(xué)與能源--能源概述(編輯修改稿)
2025-01-19 00:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 釋放出巨大的核能，若人工控制使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在一定程度上連續(xù)進(jìn)行，產(chǎn)生的能量加熱水蒸氣，推動發(fā)電機，這是建設(shè) 核電站的基本原理 ；若讓裂變釋放的能量不斷積累，最后則可以在瞬間釀成巨大的爆炸，這是制造 原子彈的原理 。 ? 核電是一種清潔的能源，但有兩個問題令人擔(dān)憂：一是安全運行；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度為 1367kw/m2。地球赤道的周長為 40000km，從而可計算出，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，太陽能具有獨特的優(yōu)點： （ 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，不需要運行投資即能運用 ,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、手電筒 銀鋅電池 電子表、計算器； 鉛蓄電池 汽車工業(yè)、飛機、軍工等，市場上占 90%； 鋰電池 手機、攝像機、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：資源豐富、可以再生、沒有污染，它們是遠(yuǎn)有前景、近有實效的能源。 ? 缺點：技術(shù)難度大、成本高、不宜推廣。 ? 新能源的開發(fā)都是綜合性項目，涉及化學(xué)、物理、電子、機械、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)?？偩指本珠L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
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