●核能:也称原子能,它是原子核里的核子(中子或质子),重新分配和组合时释放出来的能量,简单地讲,就是从原子核中释放出来的能量。
●核能的来源:一是核裂变,一是核聚变。当用一个中子去轰击铀-235时,铀-235的原子核被分裂成两个原子核,放出三个中子,并释放出巨大的能量,这个过程叫核裂变,释放出来的能量叫核能,这种能量比化学反应所释放的能量大得多。核聚变释放的核能是核裂变的三倍以上,但实现核聚变的条件要求很高,如温度要达到上万度,目前还没有实现可控式核聚变,因此核聚变产生的核能目前还没有得到应用。
如果把原子比作一个标准篮球场,那么原子核就是一粒芝麻的大小。但这个小小的原子核所蕴含的能量却大得惊人。第一个发现原子核蕴藏着如此巨大能量的人是爱因斯坦,他提出了著名的“质能方程”:E=mc² ( E是物质具有的能量,m是原子核裂变或聚变后损失的质量,C是真空中的光速 )。这个方程式可以用来描述物质的质量和能量之间的转换关系。虽然一次核反应亏损的质量极小,但是按照质能方程推算,1千克铀-235全部发生核裂变释放出的能量相当于约2800吨优质煤完全燃烧时所放出的能量。如果将核能用于发电,将为人类解决能源危机起到非常可观的效果!如,一座100万千瓦的火电厂,每年要烧掉约330万吨煤,要用50多节60吨的车皮来运输。而同样容量的核电站一年只用30吨燃料。
地球上蕴藏着数量可观的铀、钍等核裂变燃料,如果充分利用,可以满足人类上千年的能源需求。按目前世界能源消费的水平,地球上可供原子核聚变的燃料,能供人类使用上千亿年。因此,只要解决了核聚变技术,人类就将从根本上解决了能源问题。
●核能与化学能的区别:化学能是化学反应中物质原子间电子交换时所释放的能量。例如煤或石油燃烧时,每个碳或氢原子在氧化过程中,只能释放出几个电子伏能量,而核能则靠原子核里的核子(中子或质子)重新分配获得能量,这种能量大得出奇。例如,每个铀原子核裂变时,就能放出2亿电子伏能量,核能比化学能大几百万倍。