發(fā)電機(jī)有著廣泛的應(yīng)用,它所利用的原理是: |
A.電流的熱效應(yīng) B.電流的磁效應(yīng) C.電磁感應(yīng)現(xiàn)象 D.磁化現(xiàn)象 |
科目:初中物理 來源:寧夏回族自治區(qū)期末題 題型:單選題
科目:初中物理 來源: 題型:單選題
科目:初中物理 來源:物理教研室 題型:067
你聽說過“無紙貿(mào)易”嗎?閱讀下面關(guān)于“無紙貿(mào)易”的介紹,把傳統(tǒng)的貿(mào)易方式同現(xiàn)在的電子化貿(mào)易方式作比較,找出電子化貿(mào)易的優(yōu)點(diǎn).做生意,起碼要記賬,要有發(fā)貨票、訂貨票、供銷雙方要簽訂合同或協(xié)議書什么的,這些都要寫在紙上.不用紙也能做生意嗎?隨著數(shù)據(jù)通信的廣泛應(yīng)用,發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了“無紙貿(mào)易”,就是采用電子化貿(mào)易技術(shù).
電子數(shù)據(jù)交換,是將標(biāo)準(zhǔn)化的商業(yè)貿(mào)易文件通過數(shù)據(jù)通信在貿(mào)易伙伴的電子計(jì)算機(jī)之間交換和自動(dòng)處理.利用電子數(shù)據(jù)交換,甚至可以將從原材料采購(gòu)、生產(chǎn)制造、到訂貨、銷售,及至銀行、保險(xiǎn)、運(yùn)輸、結(jié)算等全部業(yè)務(wù)過程在最短的時(shí)間內(nèi)完成,電子數(shù)據(jù)交換取代傳統(tǒng)的紙張文件、票證單據(jù),所以叫“無紙貿(mào)易”.
采用電子數(shù)據(jù)交換有許多優(yōu)點(diǎn).一、它大大減少了傳統(tǒng)紙張文件處理的費(fèi)用.據(jù)統(tǒng)計(jì),一次出口貿(mào)易需要處理約200份商業(yè)數(shù)據(jù),僅紙張的成本就是不小的數(shù)字.二、它大大提高了數(shù)據(jù)交換和處理的準(zhǔn)確性,人工填寫或打印文件難免出錯(cuò),而采用電子數(shù)據(jù)交換,出差錯(cuò)的可能性就小多了.三、可以縮短訂貨、付款和結(jié)算的時(shí)間,加速資金的流通,過去郵寄商業(yè)數(shù)據(jù)需要一天到幾天的時(shí)間,現(xiàn)在已是“彈指一揮間”的事了.據(jù)統(tǒng)計(jì),采用電子數(shù)據(jù)交換,可降低成本40%,傳遞速度提高了81%,由于錯(cuò)漏造成的損失減少40%,競(jìng)爭(zhēng)能力增強(qiáng)34%.總之,它的效益還真令人刮目相看呢.
科目:初中物理 來源: 題型:064
你聽說過“無紙貿(mào)易”嗎?閱讀下面關(guān)于“無紙貿(mào)易”的介紹,把傳統(tǒng)的貿(mào)易方式同現(xiàn)在的電子化貿(mào)易方式作比較,找出電子化貿(mào)易的優(yōu)點(diǎn).做生意,起碼要記賬,要有發(fā)貨票、訂貨票、供銷雙方要簽訂合同或協(xié)議書什么的,這些都要寫在紙上.不用紙也能做生意嗎?隨著數(shù)據(jù)通信的廣泛應(yīng)用,發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了“無紙貿(mào)易”,就是采用電子化貿(mào)易技術(shù).
電子數(shù)據(jù)交換,是將標(biāo)準(zhǔn)化的商業(yè)貿(mào)易文件通過數(shù)據(jù)通信在貿(mào)易伙伴的電子計(jì)算機(jī)之間交換和自動(dòng)處理.利用電子數(shù)據(jù)交換,甚至可以將從原材料采購(gòu)、生產(chǎn)制造、到訂貨、銷售,及至銀行、保險(xiǎn)、運(yùn)輸、結(jié)算等全部業(yè)務(wù)過程在最短的時(shí)間內(nèi)完成,電子數(shù)據(jù)交換取代傳統(tǒng)的紙張文件、票證單據(jù),所以叫“無紙貿(mào)易”.
采用電子數(shù)據(jù)交換有許多優(yōu)點(diǎn).一、它大大減少了傳統(tǒng)紙張文件處理的費(fèi)用.據(jù)統(tǒng)計(jì),一次出口貿(mào)易需要處理約
200份商業(yè)數(shù)據(jù),僅紙張的成本就是不小的數(shù)字.二、它大大提高了數(shù)據(jù)交換和處理的準(zhǔn)確性,人工填寫或打印文件難免出錯(cuò),而采用電子數(shù)據(jù)交換,出差錯(cuò)的可能性就小多了.三、可以縮短訂貨、付款和結(jié)算的時(shí)間,加速資金的流通,過去郵寄商業(yè)數(shù)據(jù)需要一天到幾天的時(shí)間,現(xiàn)在已是“彈指一揮間”的事了.據(jù)統(tǒng)計(jì),采用電子數(shù)據(jù)交換,可降低成本40%,傳遞速度提高了81%,由于錯(cuò)漏造成的損失減少40%,競(jìng)爭(zhēng)能力增強(qiáng)34%.總之,它的效益還真令人刮目相看呢.科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解
安培 |
安培(Andre-Marie Ampere,1775~1836)法國(guó)物理學(xué)家。1775年1月22日生于里昂一個(gè)富商家庭。從小受到良好的家庭教育。他父親按照盧梭的教育思想,鼓勵(lì)他走自學(xué)成才之路。12歲時(shí)就自學(xué)了微分運(yùn)算和各種數(shù)學(xué)書籍,顯示出較高的數(shù)學(xué)天賦。為了能到里昂圖書館去看接閱讀歐勒、伯努利等人的拉丁文原著,他還花了幾星期時(shí)間掌握了拉丁文。14歲時(shí)就鉆研了當(dāng)時(shí)狄德羅和達(dá)蘭貝爾編的《百科全書》。沒有上過任何學(xué)校,依靠自學(xué),他掌握了各方面的知識(shí)。1793年(18歲)因其父在法國(guó)大革命時(shí)期被殺,為了糊口他做了家庭教師。在讀了一本盧梭關(guān)于植物學(xué)的書以后,又重新燃起了他對(duì)科學(xué)的熱情。1802年,在布爾讓-布雷斯中央學(xué)校任物理學(xué)及化學(xué)教授,1808年被任命為新建的大學(xué)聯(lián)合組織的總監(jiān)事,此后一直擔(dān)任此職。1814年被選為帝國(guó)學(xué)院數(shù)學(xué)部成員。1819年主持巴黎大學(xué)哲學(xué)講座。1824年任法蘭西學(xué)院實(shí)驗(yàn)物理學(xué)教授,1836年6月10日在馬賽逝世。 他的興趣十分廣泛,早年是在數(shù)學(xué)方面,曾研究過概率論及偏微分方程,他的一篇關(guān)于博奕機(jī)遇的數(shù)學(xué)論文曾引起達(dá)朗貝爾的矚目。后來又作了些化學(xué)研究,他只比阿伏加德羅晚三年導(dǎo)出阿伏加德羅定律。由于他高超的數(shù)學(xué)造詣,他成為將數(shù)學(xué)分析應(yīng)用于分子物理學(xué)方面的先驅(qū)。他的研究領(lǐng)域還涉及植物學(xué)、光學(xué)、心理學(xué)、倫理學(xué)、哲學(xué)、科學(xué)分類學(xué)等方面。他寫出了《人類知識(shí)自然分類的分析說明》(1834~1843)這一涉及各科知識(shí)的綜合性著作。 他的主要科學(xué)工作是在電磁學(xué)上。1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的消息由阿拉果帶回巴黎,他作出迅速反應(yīng),在短短的一個(gè)多月時(shí)間內(nèi),提出了3篇論文,報(bào)告他的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果:通電螺線管與磁體相似;兩個(gè)平行長(zhǎng)直載流導(dǎo)線之間存在相互作用。進(jìn)而他用實(shí)驗(yàn)證明,在地球磁場(chǎng)中,通電螺線管猶如小磁針樣取向。一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提供給他一個(gè)重大線索:磁鐵的磁性,是由閉合電流產(chǎn)生的。起先,他認(rèn)為磁體中存在著一個(gè)大的環(huán)形電流,后來經(jīng)好友菲涅耳提醒(宏觀圓形電流會(huì)引起磁體中發(fā)熱),提出分子電流假說。他試圖參照牛頓力學(xué)的方法,處理電磁學(xué)問題。他認(rèn)為在電磁學(xué)中與質(zhì)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的是電流元,所以根本問題是找出電流元之間的相互作用力。為此,自1820年10月起,他潛心研究電流間的相互作用,這期間顯示了他的高超實(shí)驗(yàn)技巧。依據(jù)四個(gè)典型實(shí)驗(yàn),他終于得出了兩個(gè)電流元間的作用力公式。他把自己的理論稱作“電動(dòng)力學(xué)”。安培在電磁學(xué)方面的主要著作是《電動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)理論》,它是電磁學(xué)的重要經(jīng)典著作之一。 此外,他還提出,在螺線管中加軟鐵芯,可以增強(qiáng)磁性。1820年他首先提出利用電磁,現(xiàn)象傳遞電報(bào)訊號(hào)。 以他的姓氏安培命名的電流強(qiáng)度的單位,為國(guó)際單位制的基本單位之一。 |
科目:初中物理 來源: 題型:
科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解
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變廢為寶的生物質(zhì)能
生物質(zhì)是地球上最廣泛存在的物質(zhì),它包括所有動(dòng)物、植物和微生物,以及由這些有
生命物質(zhì)派生、排泄和代謝的許多有機(jī)質(zhì)。各種生物質(zhì)都具有一定的能量。以生物質(zhì)為載
體、由生物質(zhì)產(chǎn)生的能量,便是生物質(zhì)能。
生物質(zhì)能是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式。它直接或間接來源于
植物的光合作用。地球上的植物進(jìn)行光合作用所消費(fèi)的能量, 占太陽(yáng)照射到地球總輻射量的0.2%。這個(gè)比例雖不大,但絕對(duì)值很驚人:光合作用消費(fèi)的能量是目前人類能源消費(fèi)總量的40倍?梢,生物質(zhì)能是一個(gè)巨大的能源。
人類以柴薪為能源,歷史長(zhǎng)達(dá)百萬年。作為可直接利用的燃料,柴薪利用貫穿著整個(gè)人類的文明發(fā)展史。除柴薪的直接燃燒外,生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化利用技術(shù)還有沼氣生產(chǎn)、酒精制取、木制石油、生物質(zhì)能發(fā)電等。
一、生物質(zhì)能的來源
柴薪 至今仍是許多發(fā)展中國(guó)家的重要能源。但由于柴薪的需求導(dǎo)致林地日減,應(yīng)適當(dāng)規(guī)劃與廣泛植林。
牲畜糞便 牲畜的糞便,經(jīng)干燥可直接燃燒供應(yīng)熱能。若將糞便經(jīng)過厭氧處理,可產(chǎn)生甲烷和肥料。
制糖作物 制糖作物可直接發(fā)酵,轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖肌?/p>
城市垃圾 主要成分包括:紙屑(占40%)、紡織廢料(占20%)和廢棄食物(占20%)等。將城市垃圾直接燃燒可產(chǎn)生熱能,或是經(jīng)過熱分解處理制成燃料使用。
城市污水 一般城市污水約含有0.02%一0.03%的固體與99%以上的水分,下水道污泥有望成為厭氧消化槽的主要原料。
水生植物 同柴薪一樣,水生植物也可轉(zhuǎn)化成燃料。
二、生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化利用
生物質(zhì)能的開發(fā)和利用具有巨大的潛力,主要包括兩方面:一是建立以沼氣為中心的農(nóng)村新能量、物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng),使秸稈中的生物能以沼氣的形式緩慢地釋放出來,解決燃料問題;二是建立能量農(nóng)場(chǎng)、能量林場(chǎng)及海洋能量農(nóng)場(chǎng)。
沼氣利用技術(shù) 人類發(fā)現(xiàn)、利用沼氣,已有悠久的歷史。1776年,意大利科學(xué)家沃爾塔發(fā)現(xiàn)沼澤地里腐爛的生物質(zhì)發(fā)酵,從水底冒出一連串的氣泡,分析其主要成分為甲烷和二氧化碳等氣體。由于這種氣體產(chǎn)生于沼澤地,故俗稱“沼氣”。1781年,法國(guó)科學(xué)家穆拉發(fā)明人工沼氣發(fā)生器。200多年過去了,如今全世界約有農(nóng)村家用沼氣池530萬個(gè),中國(guó)就占了92%。農(nóng)村沼氣池的主要填料是豬糞、秸稈、污泥和水等。隨著農(nóng)村沼氣使用的日益推廣和大型厭氧工程技術(shù)的進(jìn)步,90年代以來,世界范圍內(nèi)的一些大型沼氣工程有了迅速發(fā)展。
生物質(zhì)汽化將固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料,稱為生物質(zhì)汽化。其基本原理是含碳物質(zhì)在不充分氧化(燃燒)的情況下,會(huì)產(chǎn)生出可燃的一氧化碳?xì)怏w,即煤氣。制造煤氣的設(shè)備稱為汽化爐,人們故意不給足氧氣,讓含碳物質(zhì)在沒有足夠的空氣的情況下燃燒,“燜”出一氧化碳來。
生物質(zhì)液化 將固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料,稱為生物質(zhì)液化。它包括間接液化和直接液化兩種。間接液化是指通過微生物作用或化學(xué)合成方法生成液體燃料,如乙醇(酒精)、甲醇;直接液化則是采用機(jī)械方法,用壓榨或提取等工藝獲得可燃燒的油品,如棉籽油等植物油,經(jīng)提煉成為可替代柴油的燃料。
生物質(zhì)熱分解 這是一項(xiàng)很有潛力的技術(shù),用于制取人造石油。一些生物質(zhì)通過熱分解,可制取生物油、生物炭和可燃燒氣體,使生物質(zhì)得到充分利用。
能源農(nóng)場(chǎng) 即建立以獲取能源為目的的生物質(zhì)生產(chǎn)基地,以能源農(nóng)場(chǎng)的形式大規(guī)模培育生物質(zhì),并加工成可利用的能源;要對(duì)土地進(jìn)行合理規(guī)劃,盡可能利用山地、非耕荒地和水域,選擇適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)條件的生物質(zhì)品種進(jìn)行培育、繁殖,以獲得足夠數(shù)量的高產(chǎn)植物。在海洋、水域,要充分利用海藻和水生物提取能源,建立海洋能源農(nóng)場(chǎng)或江河能源農(nóng)場(chǎng)。同時(shí),將基因工程等現(xiàn)代生物技術(shù)廣泛應(yīng)用于能源農(nóng)場(chǎng)中,以提高能源轉(zhuǎn)化率。
專家預(yù)測(cè),到2050年,以生物質(zhì)能為重要組成部分的可再生能源,將以相同或低于礦物燃料的價(jià)格,提供全球3/5的電力和2/5的直接燃料。
摘自《新科技啟蒙》
(1)生物質(zhì)能是屬于一次能源還是二次能源?是屬于可再生能源還是不可再生能源?
(2)生物質(zhì)能在使用時(shí)可以轉(zhuǎn)化為哪些形式的能?請(qǐng)舉例說明。
(3)能源危機(jī)是一個(gè)全球性的問題,對(duì)于我們個(gè)人,平時(shí)使用過哪些能源?我們?cè)谑褂脮r(shí)要注意些什么問題?談?wù)勀愕目捶ā?/p>
科目:初中物理 來源:素質(zhì)教育新學(xué)案·物理·九年級(jí)·全一冊(cè) 題型:064
閱讀以下文章并回答后面的問題.
雨、雪、垃圾能發(fā)電科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),大自然中蘊(yùn)藏著巨大的能量,可以通過多種手段,從21世紀(jì)初期開始,有一定規(guī)模地向雨雪垃圾索電,是完全可以實(shí)現(xiàn)的.
利用積雪發(fā)電:大家知道,積雪的溫度是0℃以下,因此雪中蘊(yùn)藏著巨大的冷能.科學(xué)家提出利用積雪發(fā)電的大膽設(shè)想.它的工作原理是,將蒸發(fā)器放在地面上,將凝縮器放在高山上,再用兩根管子將它們連接在一起,然后抽出管內(nèi)空氣,用地下熱水使低沸點(diǎn)的氟里昂(即現(xiàn)代電冰箱所用的制冷物質(zhì))汽化,并以雪冷卻凝縮器,由于氟里昂的沸點(diǎn)很低,加上管內(nèi)被抽空,所以它就沸騰起來,變成氣體快速向管子的上端跑去,沖擊汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電.試驗(yàn)證明,1 t雪可把2~4 t氟里昂送上蓄液器.可見雪的發(fā)電本領(lǐng)是十分驚人的.
雪的資源極其豐富,地球上34%的國(guó)家屬多雪地區(qū).我國(guó)東北和新疆北部是全國(guó)下雪天數(shù)最多的地區(qū),每年平均在40天以上,積雪日數(shù)在90天以上.積雪發(fā)電的問世,將使茫茫雪原變成人類的又一理想的未來發(fā)電能源.
利用下雨發(fā)電:目前,科學(xué)家們研究雨能的利用已獲得成功,它是利用一種葉片交錯(cuò)排列,并能自動(dòng)關(guān)閉的輪子,輪子的葉片可以接受來自任何方向的雨滴,并能自動(dòng)開關(guān),使輪子一側(cè)受力大,另一側(cè)受力小,從而在雨滴沖擊和慣性的作用下高速旋轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電.雨能電站可以彌補(bǔ)地面太陽(yáng)能電站的不足,使人類巧妙而完美地應(yīng)用太陽(yáng)能、風(fēng)能、雨能.
我國(guó)南方雨能資源豐富,特別是華東、華南、中南和西南各省的雨水充足,一年四季冰雪期很少,雨季的降雨量一般都比較多,陰雨天利用雨能發(fā)電,陽(yáng)天利用太陽(yáng)能發(fā)電,這樣無論晴天或陰雨天,人們都可以享受到大自然的恩賜,享受到電能帶來的光和熱.
微生物電池:在探索微生物能源工作中,一些國(guó)家正在從事著微生物電池的研究.什么是微生物電池呢?它是一種用微生物的代謝產(chǎn)物,做電極活性物質(zhì),從而獲取電能.從研究的進(jìn)展看,作為微生物電池的活性物質(zhì),只限于甲酸、氫、氨等.我們用一種叫產(chǎn)氣單抱菌的細(xì)菌,處理100摩爾椰子汁,使其生成甲酸,然后把以此做電解液的3個(gè)電池串連在一起,生成的電能可使半導(dǎo)體收音機(jī)連續(xù)播放50多個(gè)小時(shí).當(dāng)然,這只是試驗(yàn),但它表現(xiàn)出的事實(shí)是令人神往的.
21世紀(jì)是人類飛向宇宙的時(shí)代,在宇宙飛船這樣的封閉系統(tǒng)中,排泄物的處理確實(shí)是個(gè)必須解決的問題.美國(guó)宇宙航行局設(shè)計(jì)了一種一舉兩得的解決方案:用一種芽孢桿菌處理尿,使尿酸分解而生成尿素,在尿素酶的作用下分解尿素產(chǎn)生氨.氨用做電極活性物質(zhì),在鉑電極上產(chǎn)生電極反應(yīng),組成了邀翔太空的理想微生物電池.在宇航條件下,每人每天如果排出22克尿,就能夠獲得47瓦時(shí)的電力.
氫燃料電池,成為微生物能源的又一種電能形式.利用一種產(chǎn)生氫氣能力強(qiáng)的細(xì)菌,在容積為10升的發(fā)酵裝置中,每小時(shí)所產(chǎn)生的近20升氫氣,足以維持3.1~3.5伏燃料電池的工作.科學(xué)日新月異的21世紀(jì),有機(jī)廢水的處理也與微生物電池發(fā)生了密切關(guān)系.在利用微生物處理有機(jī)廢水時(shí),在使廢水無害化的同時(shí),可以把微生物的代謝產(chǎn)物做微生物電池的活性物質(zhì),從而獲得電能,從這個(gè)角度上,微生物做為同時(shí)解決公害和能源問題的一種手段,已引起人們的廣泛注意.盡管微生物電池的研制尚處在萌芽狀態(tài),使用也還只限于一定范圍,但是到21世紀(jì)的某一天,微生物電池就能夠帶動(dòng)著馬達(dá)飛轉(zhuǎn),為人類創(chuàng)造更多的物質(zhì)財(cái)富.
向污泥要能源:城市下水道污泥中富含有機(jī)物質(zhì),其中蘊(yùn)藏著可觀的能量.不少國(guó)家已開始利用厭氧細(xì)菌將下水道污泥“消化”,然后收集其中產(chǎn)生的沼氣作為熱源,并將下水道污泥制成固體燃料.
關(guān)于下水道污泥作為固體燃料的開發(fā)與實(shí)用化研究方面,歐洲國(guó)家居領(lǐng)先地位.日本東京都能源局利用下水道污泥作為燃料發(fā)電的試驗(yàn)也已獲成功.日本能源科學(xué)家還將下水道污泥利用多級(jí)蒸發(fā)法制成固狀物,所得燃料的發(fā)熱量為16 000~18 000 kJ/kg,與煤差不多.
德國(guó)的一家化學(xué)公司將工廠下水道排放的廢水(其中含10%的普通生活污水)進(jìn)行處理,所得活性污泥作為燃料,他們?cè)谙滤牢鬯屑尤胗袡C(jī)凝集劑,再用電力脫水機(jī)脫去部分水分,加入一定比例的粉煤,最后利用壓濾機(jī)榨干水分,用這種方法制成的燃料發(fā)熱量大約是9 200~1 000 kJ/kg,并且將其干燥、粉碎后并不影響其燃燒性能.
從下水道污泥中挖掘潛在能源,不僅開辟了能源新途徑,還可以根本上解決城市下水道污泥污染問題.對(duì)改善城市地下水水質(zhì)有著至關(guān)重要的作用.環(huán)境科學(xué)家有必要重新估計(jì)下水道污泥的作用和利用價(jià)值,進(jìn)一步研究下水道污水處理以及下水道水系的設(shè)計(jì).
目前,世界上許多國(guó)家正在研究,能否建立一個(gè)從污水處理到能源、環(huán)保方面的綜合管理體系,以便一勞永逸地解決下水道污水的去向問題.
摘自《能源趣覽》
閱讀完以上文章后回答:
(1)文中介紹了哪幾種新的能源利用方式?分別是什么?
(2)利用積雪和下雨發(fā)電的工作原理分別是什么?
(3)結(jié)合你在日常生活中對(duì)能源的利用,談?wù)勀銓?duì)節(jié)約能源的看法.
科目:初中物理 來源:1+1 輕巧奪冠·優(yōu)化訓(xùn)練 九年級(jí)物理 北京課改版 題型:048
閱讀與思考.
21世紀(jì)——核能時(shí)代21世紀(jì),能源問題是首先要解決的問題之一,隨著人口的增加和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源的消耗量飛快地增長(zhǎng).從目前的消耗量計(jì)算,石油還能采50年,煤最多能采100多年.若全世界均按美國(guó)和加拿大的耗能水平(人均耗煤8.4噸/年)計(jì)算,即使人口增長(zhǎng)率為零,地球上的煤也只能維持30多年,而石油和天然氣只能維持10幾年.
雖然地球上還有其他形式的能源,如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮、水能等,但與煤和石油相比微不足道,不能滿足人類的需要.相比之下,核能是解決能源危機(jī)的一個(gè)最有效的途徑.核能是地球上儲(chǔ)量最豐富的能源.又是高度密集的能源.它的效率是驚人的,1 kg核燃料所釋放的能量相當(dāng)于2 500 t煤或2 000 t石油.而且,核裂變發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟,它有其無法取代的優(yōu)點(diǎn).首先,是地球上核燃料資源儲(chǔ)量豐富,已探明的礦至少有460萬噸,可供人類使用200多年;其次,核能發(fā)電比較經(jīng)濟(jì),總的算起來,核電廠的發(fā)電成本要比火電廠低15%~50%;第三,核電是清潔的能源,有利于保護(hù)環(huán)境.
所以,21世紀(jì)是核能發(fā)電的大發(fā)展時(shí)期.氫是一種很有前途的新的“二次能源”.液態(tài)氫已被用來作為人造衛(wèi)星和宇宙飛船中的能源,但困難是不能大量制。湓蚴悄壳爸迫涞霓k法是以消耗其他能源為代價(jià)的.若利用核聚變反應(yīng)則非常有希望解決這一問題.因?yàn)楹K泻写罅繗浼捌渫凰仉碗?據(jù)計(jì)算,一桶海水中能提取的氘的能量相當(dāng)于300桶汽油).若將海水中所有的氘的核能都釋放出來,它所產(chǎn)生的能量足以提供人類使用數(shù)百億年.
然而,實(shí)現(xiàn)持續(xù)的可控核聚變,難度非常大.核聚變反應(yīng)的溫度大約需要幾十億度,在這樣的高溫下,氘、氚混合燃料形成高溫等離子態(tài).這里有許多問題需要解決,如怎樣加熱到如此高的溫度?怎樣盛裝如此高溫度的等離子體?這就是如何約束的問題.
目前,世界各國(guó)已建造多種類型的試驗(yàn)裝置200多臺(tái).近年來,設(shè)在英國(guó)牛津附近的核聚變裝置完成了一項(xiàng)可控核聚變?cè)囼?yàn).在圓形圈內(nèi),在2億攝氏度下,氘、氚氣體相遇成功爆炸,產(chǎn)生了200 kW的能量,試驗(yàn)持續(xù)了幾分鐘.雖然這距實(shí)際應(yīng)用還有相當(dāng)大的距離,技術(shù)上也還有許多難題需要解決.但已露出勝利的曙光.預(yù)計(jì)到21世紀(jì)50年代前后能實(shí)現(xiàn)原型示范的可控聚變反應(yīng).
可見,下世紀(jì)一旦核聚變能被利用起來,將會(huì)使人類徹底擺脫能源危機(jī).我們?cè)O(shè)想,到那時(shí),廉價(jià)的能源將使21世紀(jì)成為一個(gè)能量富足的時(shí)代,可生產(chǎn)出更豐富更新型的產(chǎn)品,而成本更為低廉.例如,可以從海洋中提取更多有用的元素,像金和鉑,到那時(shí),其價(jià)值不再是金錢的象征.那么利用金和鉑耐腐蝕的優(yōu)良特性,來制造耐腐蝕的儲(chǔ)槽、閥門、管道等,可延長(zhǎng)其使用壽命而不用頻繁更換.
此外,從海水中提取礦物質(zhì)的“核”工廠生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品——蒸餾水,也非常有用,可以通過管道將它們輸送到水源短缺的地方,實(shí)施龐大的灌溉計(jì)劃,改造農(nóng)田,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的熱量還可以送入城市,用于取暖或作為熱源.核能除了發(fā)電之外,還可以用于煉鋼、推動(dòng)動(dòng)力機(jī)械、海水淡化處理、建筑物供熱采暖、空調(diào)制冷及熱水供應(yīng)等.
低溫核供熱反應(yīng)堆是一種既清潔、經(jīng)濟(jì)又安全的理想新熱源.建設(shè)一座20萬千瓦的供熱堆,每年消耗核燃料二氧化鈾僅1 t,它可以為500萬立方米的建筑物供暖.利用核能還可以對(duì)海水進(jìn)行淡化處理,以解決缺水問題.
法國(guó)已設(shè)計(jì)了一種輕小型反應(yīng)堆,功率為10~20萬千瓦,只有10個(gè)大氣壓的運(yùn)行壓力,比較安全.利用堆芯產(chǎn)生的熱量將海水加熱蒸餾,每天可生產(chǎn)8萬立方米淡水,可供15萬人飲用.
中子照相已成為一種新的無損檢驗(yàn)方法,它可以彌補(bǔ)X射線和γ射線照相的不足之處,進(jìn)行一些它們鞭長(zhǎng)莫及的工作.如可以檢驗(yàn)手機(jī)、航天器、火箭等裝置內(nèi)部零件的結(jié)構(gòu)狀況和質(zhì)量,進(jìn)行考古文物內(nèi)部的無損檢驗(yàn)等.
可以預(yù)計(jì),21世紀(jì)是核能與核技術(shù)在醫(yī)學(xué)中廣泛應(yīng)用并取得重大發(fā)展的時(shí)代.除了現(xiàn)有的核醫(yī)學(xué)診斷治療技術(shù)之外,中子治療癌癥是比較有前途的方法之一.這是因?yàn)樵S多癌組織對(duì)硼有較好的吸收效果,同時(shí)硼又有吸收中子的能力,當(dāng)它被癌組織吸收后,經(jīng)中子輻照,硼-10變成鋰-7,并放出α粒子,α粒子的射線能量較高,可以更有效地殺死癌細(xì)胞.
例如,日本有一腦癌患者就是利用這種方法治療后,不僅痊愈了,而且還能駕駛卡車,簡(jiǎn)直不可思議.在交通運(yùn)輸領(lǐng)域,核能的利用將使其產(chǎn)生革命性的變革.核能艦船組成的遠(yuǎn)洋艦隊(duì)可以在水上游弋幾十年而不用補(bǔ)充燃料.如果將反應(yīng)堆做得足夠小,并解決防護(hù)問題,到那時(shí),就能生產(chǎn)出核能汽車、核能坦克、核能火車、核能飛機(jī).
核能還可作為宇宙飛船的動(dòng)力,到那時(shí),人們可以到其他星系去旅游.21世紀(jì),人們可以對(duì)“老天爺”——天氣發(fā)號(hào)施令.人類將充分利用核能與大自然抗衡.到那時(shí),不會(huì)因氣候和天氣情況影響飛機(jī)的起降,沒有飛機(jī)會(huì)因機(jī)場(chǎng)封凍而不能著陸,因?yàn)槲覀兛稍O(shè)法在飛機(jī)水泥跑道下面安裝蒸氣管道.
不難預(yù)料,未來的世紀(jì)將是科學(xué)技術(shù)日新月異的時(shí)代,是人類學(xué)會(huì)和自然和諧相處的時(shí)代,是經(jīng)濟(jì)和文明繼續(xù)高速發(fā)展的時(shí)代,也是核能與核技術(shù)全方位應(yīng)用的新時(shí)代.未來的核能時(shí)代將成為人類歷史上最光彩奪目、最美好的時(shí)代.
(李士 中國(guó)科學(xué)院核分析開放實(shí)驗(yàn)室)
(1)21世紀(jì)存在什么樣的能源危機(jī)?為什么說核能是解決能源危機(jī)的一個(gè)最有效的途徑?
(2)21世紀(jì),核能除了發(fā)電之外,還有哪些方面的應(yīng)用?
(3)人類社會(huì)現(xiàn)在所應(yīng)用的能源很多來自千百萬年前埋在地下的植物經(jīng)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的化石能源(例如:石油、煤),如果有一天化石燃料枯竭了,你能否想出一些能替代這些化石能源的清潔能源.(至少寫出三種)
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