毕业论文核能的应用

核能通过三种核反应之一释放：1、核裂变，打开原子核的结合力。2、核聚变，原子的粒子熔合在一起。3、核衰变，自然的慢得多的释能形式。相对的，核能的应用也根据核能释放的形式有所不同：首先，核裂变是目前主要的核能发电和产生动力的形式，可用来建造核电站、生产或科研用反应堆、核动力装置、核武器等等。第二，聚变主要应用在氢弹领域、目前可控的、可持续的核聚变还远远没达到。三，核衰变，也是较广泛的应用于医疗、食品、生物、采矿等等业务，具体应用可搜索辐照装置、射线加速器等词条。

1、发电或者提供动力（核电站，舰载或者星载核反应堆）2、活化分析（分析物质组成）；3、放射性侦察或者检测（海关用的一种机器）；4、杀死或者消除癌细胞（医学）；5、改良新品种（农业）；6、探伤（工业）；7、海水淡化（最高效的海水淡化方式）；8、用于制造核武器（原子弹、氢弹等）。

核能发电利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外（见轻水堆），其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。优点： 1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。 2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 3.核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。 4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。 5.核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。 缺点： 1.核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。 2.核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。 3.核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。 4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转核能为微型装置提供动力目前，世界各地的研究人员正在开发宽度小于人的头发的微型装置，用于从生化传感器到医学植入体的各种用途。但这方面存在着一个障碍：目前还没人能拿出一种与这么小的微型机械装置相匹配的能源。任何一个随身携带过使用五磅重电池、而自重仅一磅的便携式电脑的人都该明白这句话的意思。为了实现这些装置的全部潜在用途，需要有这样一种能源，它既能提供强大的动力，又要小得足以安装在同一块芯片上。现在，威斯康星大学的一组工程师相信他们也许找到了正确的方法。他们已经开始了一个利用核能来提供能量的项目，但这些发电机将与向家庭和工厂提供电力的带穹顶的核电厂完全不同。这些微型装置的能源不是靠转动的涡轮机来发电，而是利用微量的放射性物质，通过它们的衰变来产生电能。以前也有过这种做法，但规模要大得多。人们曾用这种方法给从心脏起搏器到探索太阳系外层黑暗空间的航天器等各种装置提供能源。核能是人类最具希望的未来能源。目前人们开发核能的途径有两条：一是重元素的裂变，如铀的裂变；二是轻元素的聚变，如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术，己得到实际性的应用；而轻元素聚变技术，也正在积极研制之中。可不论是重元素铀，还是轻元素氘、氚，在海洋中都有相当巨大的储藏量。铀是高能量的核燃料，１千克铀可供利用的能量相当于燃烧2250吨优质煤。然而陆地上铀的储藏量并不丰富，且分布极不均匀。只有少数国家拥有有限的铀矿，全世界较适于开采的只有100万吨，加上低品位铀矿及其副产铀化物，总量也不超过500万吨，按目前的消耗量，只够开采几十年。而在巨大的海水水体中，却含有丰富的铀矿资源。据估计，海水中溶解的铀的数量可达45亿吨，相当于陆地总储量的几千倍。如果能将海水中的铀全部提取出来，所含的裂变能可保证人类几万年的能源需要。不过，海水中含铀的浓度很低，1000吨海水只含有3克铀。只有先把铀从海水中提取出来，才能应用。而要从海水中提取铀，从技术上讲是件十分困难的事情，需要处理大量海水，技术工艺十分复杂。但是，人们已经试验了很多种海水提铀的办法，如吸附法、共沉法、气泡分离法以及藻类生物浓缩法等。

有人预言，未来的汽车不会在偏远地区因不能及时加油而“瘫痪”，一粒豌豆大小的铀块可以给它“一生”的动力；一幢大楼用不着附带一个烟尘难耐的锅炉房，一块方糖大小的核燃料，可以在它寿命期内一直为它供热……

这绝非天方夜谭。核能的开发，给人类的生产、生活带来了以前难以想像的变化，而且向人们展示了神话般的美妙前景。

在美国内华达州有一个直径300多米、深100米的火山口般的大坑，这就是著名的“轿子”弹坑。它是人类轻松按动相当于10万吨TNT的核爆炸电钮，一举挖成的最大坑穴。用这种办法，可以进行大规模的开凿、挖掘、封堵等工程，而且能起到事半功倍的效果。

美国的一些地方，地下有着丰富的油页岩，这种油页岩和岩层紧紧夹在一起，根本抽不出油来，科学家想出了一种办法，他们在地下很深的地方用核炸弹炸出一口通到地面的“竖井”，往井底送入空气，再把破碎的油页岩点燃，把油液和油气抽到地面上来，于是得到了人们需要的石油和天然气。前苏联正好反其道而行之，他们用地下核爆炸封闭地下裂缝，堵塞天然气的出路，扑灭了一个油田燃烧了几天的大火，避免了更多的损失。核爆炸在地上是灾难，在地下则是功臣。

核能在舰船上的应用最先见于核潜艇。这种核动力潜艇不需要空气作助燃剂，无需浮出海面，可以在深海下连续航行几个月，甚至更长时间。它的续航力是常规潜艇的40倍，可以在大洋里绕地球潜航十几圈而不用更换燃料。1954年，美国率先建造了世界第一艘核动力潜艇“舡鱼”号，并第一次完成了北极冰下探险航行。以后，美国又相继建造了“飞鱼”、‘北极星”、“海神”、“三叉戟”等攻击核潜艇，其它国家也先后发展了核潜艇。核能的应用，总是在战争与和平两条轨道上同时发展。

在水上舰船方面，最早是前苏联于1959年建造的“列宁”号破冰船。这艘原子能破冰船曾创下在北极地区连续活动390天的历史最高纪录。1974年，又建成了“北极”号破冰船，它到达了前人没有到达过的北极点。美国1962年建造的“萨瓦娜”号核动力商船，仅三年就航行了45万海里，到过13个国家。现在，一些国家已有了核动力驱逐舰、核动力巡洋舰、万吨级的核动力航空母舰。核能在海洋中的优势和威力，越来越受到人们的青睐。

像人们利用太阳能而创造了太阳能电池一样，核能被开发出来以后，核电池便应运而生，并以它特有的优势独领风骚。

核电池是人们用半导体换能器把放射性物质放出的射线热能转变为电能制成的。这些用来制造核电池的放射性物质，衰变期长，放出的能量大，如1克镭在衰变中放出的能量，比1克木柴燃烧时放出的能量大60多万倍，其衰变期为1万年。因此核电池的能量大，体积小，可以长时间使用，不受温度、压力、磁场等的变化影响，可靠性强。

由于核电池有这些优点，它首先被用于宇宙空间探测和航空航天事业上。1961年，美国第一次在人造卫星上使用核电池为无线电发报机供电，开辟了核能在空间领域应用的道路，以后便在人造卫星、宇宙飞船和各种空间探测器上普遍地应用起来。

心脏病曾困扰着许多医生和病人。心脏起搏器发明后，挽救了不少人的生命。然而，更换同起搏器一起植入人体内的汞电池却成了一个令人头痛的问题。一般二至三年，病人就要被打开胸腔，更换一次电池，痛苦是可想而知的。1970年，两个法国医生为一名老妇人安置了第一台最少可使用10年的核能心脏起搏器，免除了这位患者更换电池的痛苦。现在，世界上已有成百上千人使用了这种带核电池的起搏器，重新走上了学习和工作岗位。

核能在医学上的应用已经成为一门集核技术、电子技术、计算机技术等现代技术与医学的新学科——核医学。它在早期诊断、成像诊断、放射治癌等方面都涌现了前所未有的可喜成果。

在当代著名的“绿色革命”中，核能也是一个不可缺少的角色。经过核能辐射的粮食和食品，可以有效地减少霉菌的侵害；利用核能辐射，还可以改良品种，使农作物具有高产、早熟、抗倒伏、抗病害、高蛋白含量等优良性状。印度曾经引进一种墨西哥培育的高产的索诺拉小麦，但它的颜色不受印度人的欢迎，如果进行遗传培植来变异，得用十几年时间。印度采用了核辐射技术，只用了三年时间，便培育出了琥珀色的品种，他们称之为“莎巴蒂·索诺拉”小麦。

除此之外，核能在检测技术、示踪技术、活化分析、材料加工以至生命科学中都有着广泛的应用。核能技术作为20世纪的一项重大科技成果，虽然才发展了半个世纪，但已显示了它的巨大生命力。它的发展将有着更加辉煌的前景。