01開卷有益,談核容易。
核能,是人類歷史上的一項偉大發現,是人類永續發展最具希望的清潔能源。本欄目將定期更新硬核科普知識,讓複雜的核好看、易懂、接地氣。每天一點核能小知識,我參與!我了解!我支持!
近日,由明星引發的一波關於核能的討論成功引起了大家的注意。其實,從核能被發現至今,因專業性太強,誤解一直存在。即使在高校,核專業也是比較複雜、神秘的專業。
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為什麼說「核能產生裂變」的表述不正確。
首先,不是「核能產生裂變」,而是裂變產生核能。核,能產生裂變也不對,氫核就不能裂變。
核裂變,簡單來說就是一個原子核分裂成兩個或三個原子核的變化。再具體一點,就是由重的原子核分裂成兩個或三個質量較小的原子核的一種核反應形式。
裂變只有一些質量數非常大的原子核才能發生核裂變。這些原子的原子核在吸收一個中子以後會分裂成兩個或更多個質量較小的原子核,同時放出兩到三個中子,釋放出的中子又能使別的重原子核接著發生核裂變……,這個過程稱作鏈式裂變反應。
而原子核在發生核裂變時,會釋放出巨大的能量。核電站利用的是鈾裂變,熱中子轟擊鈾-235原子後會放出2-3個中子,中子再去轟擊其它鈾-235原子,從而形成鏈式反應。1千克鈾-235的裂變將產生20000兆瓦小時的能量,與燃燒至少2700噸煤釋放的能量一樣多,相當於一個20兆瓦的發電站運轉1000小時。
核電站的關鍵設備是核反應堆,它相當於火電站的鍋爐,受控的鏈式反應就在這裡進行。為了更好地控制反應速度,進而控制產生的能量,通常會放入控制棒(中子吸收體)去吸收中子以控制裂變速度。
所以,不是「核能產生裂變」,而是裂變產生核能。
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原子( atom)一詞的來源是什麼?
古希臘人認為,物質是不可能無限地分割下去的,到最後會小到不可再分,這種不可再分的最小微粒就是「原子」。最先提出原子學說的是古希臘愛奧尼亞學派中的留基伯。他的學生德謨克利特繼承並發展了原子學說,並用原子學說來解釋宇宙。他認為宇宙由原子和虛空組成,原子從古以來就存在於虛空之中,既不能創生,也不能毀滅,它們在無限的虛空中運動著構成萬物。他還提出原子在數量上無限,在形式上是多樣的,如水的原子是圓而光滑的,它們相互間不能「勾住」,因而就像小球那樣相互滾來滾去,而鐵的原子則粗糙不平,因而互相粘附在一起成為「固體」,火的原子是多刺的,這便是燒灼使人感到痛的原因。
在希臘語中,原子被稱作 atomos ,由 a ( not )+ tomos ( cut )構成,意思就是「不可分割)。後來這個詞進入英語,演變為 atom 。當然,現在我們知道原子並非不可分割,比原子更小的是質子和中子,比質子和中子更小的是夸克。
連敏 綜合整理