淺談物理在核能發電領域的作用

張勝言

引言：

在1945年8月8日，美國向日本廣島投下了第一顆原子彈，造成了7萬多人的死亡6萬多人受傷，從此原子彈離毀滅畫上等號。但要是說核能并不僅僅能夠在武器方面得到應用，還能夠發電。其實核能發電并不神秘，核能發電與火力發電的原理十分相似。火力發電是通過燃燒煤炭，加熱水形成水蒸氣推動發電機產生電力。而核能發電是通過核裂變產生的能量，同樣是加熱水，形成水蒸氣推動發電機產生電力。所以說無論是火力發電還是核能發電，都是通過能量的轉換形式，讓水變成水蒸氣推動發電機產生電力。但是核能發電與火力發電相比，核能發電的過程復雜。其中核裂變的程度、設施的設計、廢料的回收都是非常重要的工程。而這一系列工程都在核物理所研究的范圍之內，本文就詳細講解一下核能物理對于核能發電的作用。

一、學習物理的必要性

首先物理是一門非常重要和嚴謹的技術學科，它詳細的解釋事物發生發展的客觀規律。我們生活中所有遇到的現象和狀態都可以用物理知識對其進行解釋，并且物理學與我們的生活有著廣泛的聯系。能讓我們正確并深刻的認識身邊的事物，提升人們的生活質量。物理學同時還與工業農業有著緊密的聯系。從電話的發明，到當代互聯網的實時通信。從第一次工業革命蒸汽機的發明創，造到目前中國高鐵領先于世界。這些無不體現著物理對社會文明進步的影響。從獲得諾貝爾獎的學者中來看，物理學家能夠獲得非物理領域的諾貝爾獎項，而非物理領域的專家，卻從來沒有獲得過諾貝爾物理學獎項。所以國外有些專家甚至提出一個理論，那就是沒有物理修養的民族就是愚蠢的民族。

二、核能發電

核能發電有以下優點。第一，核能發電不像傳統發電那樣排放影響大氣的污染物。第二核能發電也不會加重地球的溫室效應，不會增加二氧化碳的排放量。第三，核燃料的密度比傳統燃料高百萬倍，所以核能發電所使用的燃料體積小，運輸和存儲相對來說都會方便一些。核能發電的缺點如下。第一，雖然核能燃料體積小運輸便利，但是具有強放射性，所以需要謹慎處理。燃燒后雖然不會對大氣造成污染，但一旦發生爆炸，核泄漏會對環境造成毀滅性的災難。第二，核電廠的投資成本太大，并且需要遠離城市。

核能發電雖然具有上述缺點，但利大于弊，所以如何處理核廢料對于人們來說是一個非常重要的問題。我們知道核裂變伴隨著大規模的核輻射。這些核輻射在核廢料中永久釋放，這些核廢料如果處理不當在水源附近傾倒，那附近的居民將遭受核輻射，其后果不堪設想。核廢料中的核輻射是否達到合理標準，如何能夠有效的保護人體健康和生態環境，是需要核物理學家重點考慮的。這也是2011年因海嘯導致福島核電站的核泄露事故，為何造成如此巨大社會影響的原因。因此研究和解決放射性有毒有害物質的防護，對污染控制十分的重要。

隨著科技的發展，人民對用電的需求越來越大，火力發電效率低下，而水力風力發電則電量不足，氫能發電技術又有待改進，以上能源發電都有所不足。而核能卻是極高效的能源，而且存量相當大。所有發展核能發電勢在必行。這就需要大量的核技術人才投入核能發電的操作監督以及維護。總體上來說，發展核電不能過于盲目，要使核能在促進我國各方面發展中起到重要的作用，需要考慮的因素還有很多。我國核電技術儲備人才力量的不足，就是其核心的關鍵所在。與此同時自主創新完成核電科學相關基礎技術開發，提高我國核電在全球的競爭力。

同時，核技術的應用不只是在發電上。核技術的發展可以為人類提供各種類型的輻射源和輻射探測系統，以及各種輻射光譜儀、各種核醫學和工業成像系統、各種核測量和控制系統、以及各種遺傳變異技術。核技術在社會和經濟發展中發揮重要作用。核裂變同時產生的核輻射雖然會危害人類的健康，但是如果用量合適，卻會成為我們人類的助手。利用輻射進行放射性療法以去除手術后殘余癌細胞、利用輻射改變動植物的DNA，使遺傳發生變異，從而造出更有營養、生長更快的品種。這些對人類的發展、解決全球人類的溫飽問題也有很大的幫助。學習好物理，就是為將來發展核電工業人才儲備提供基礎力量。只有腳踏實地穩步學習研究物理學，再輻射其他相關學科，才能夠基礎穩定的長遠發展。

結語：

物理是研究萬物的科學。不同物體與形式有著與之對應的不同定律。在此基礎上物理學分為力學、熱學、電磁學、光學和原子物理等各個部分。物理包羅萬象其中核物理就是物理學的一個分支。學好物理是未來一切的基礎，并且通過學習物理能夠培養自己的邏輯思維與想象力，因為核反應的反應過程以及能量釋放過程其實都是微觀的，核反應的內部過程，更多的是需要發揮自己的想象力去想象，沒有邏輯思維能力與豐富的想象力是沒有辦法更好的把職業做到極致。因此物理是各種科學的根基，把握好物理就等于把握了未來。

參考文獻：

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