核能解释：核能原理以及和平利用核能的方式——轻水反应堆

　　“核能”这个名字大家应该都是“耳熟能详”了。它最早被人们熟知是始于1940年。第二次世界大战的恐慌之后，核能成为了大战的副产品，人们希望核能以和平的方式帮助世界上恢复原状。每个人的想象都天马行空。电力会自由无限制地生产出来吗？核能能帮助解决南极冰川融化吗？会有核动力汽车，飞机，或房子吗？似乎这只需要几年的研究就能实现。但事实真的如此吗？先不管它会不会几年实现，但有一件事是肯定的：

　　关于核能我们或许只知其一，不知其二。名字虽熟，但它到底是什么，想必有些朋友可能不懂。核能（或称原子能）是通过核反应从原子核释放的能量，符合阿尔伯特爱因斯坦的质能方程E=mc，其中E=能量，m=质量，c=光速。

　　这些解释看着简单，但是真正了解起来却很难，实际实践起来更是困难重重。事实证明，核能是非常复杂和昂贵的。在原理上，核能似乎很简单，但在实践中却很困难。同时一些企业认为核能太危险了，作为投资；大多数人宁愿坚持天然气、煤炭和石油。但也有许多人当时不想放弃，一个对于核能时代的承诺；一个新时代激动人心的技术，和极其廉价的电力的激动前景，人类将不再受石油和天然气进口的限制。某些情况下，也出于一个掌握的秘密愿望，这些原因提供了一个强大的动力继续前进。

　　核电站终于在中东战争导致全球油价飙升时的1970年代初期投入运营。现在，核电站由于商业利益巨大，人们巨大和投资使核电站以一个令人眼花缭乱的速度快速发展。在那时，在1970~,1985年期间，人们建造了目前超过一半的核电站。现在建应堆时，我们有多少种不同类型，可以给我们选择呢？令人惊讶的是，一个不被看好的失败者赢得了胜利：轻水反应堆。它并没有什么性的意义，也不被大多科学家看好，但是它有一些决定性的优势——比其他核电站更便宜的价格。

　　那么，轻水反应堆的原理是什么？它的基本原理其实非常简单：它通过人造链式反应堆加热水。核裂变放出的能量是任何其他化学反应释放出的几百万倍。极其不稳定的重元素，如铀- 235,经过中子的“狂轰滥炸”。中子被吸收，但铀是不稳定的。大多数时候，它立即分成快速移动的更轻元素，并辐射出更多额外的自由中子，以辐射的形式释放能量。中子产生的辐射加热周围的水，而其他中子继续将链式反应持续下去，在紧密的链式反应中释放更多的中子和辐射。

　　与恐怖的快速反应不同，在我们的轻水反应堆，需要有慢化剂控制中子的能量。通常来说，水就承担了这个工作，这十分实用，因为中子释放的能量在水转动涡轮发电的同时就被缓慢消耗了。轻水反应堆变得流行，因为它不仅简单，而且便宜。然而，轻水反应堆既不是最安全的，也不是最高效的反应堆，在结构上轻水反应堆也不简单。尽管建造新核电站的事情已经讨论了十几年，但在1979年，宾西法尼亚州三里岛核电站因核心融化险些造成大灾难。1986年，欧洲中部切尔诺贝利核电站灾难直接在人们头上笼罩了一朵核乌云，2011年，日本的福岛灾难又引发了新的讨论和担心。在1980年代有218个新核反应堆投入运营，但从80年始核电站的的数量，和全球电力生产的份额却停滞不前。那么，今天的形势怎么样呢？

　　今天，全球有10%的电力是由核电站提供的。在31个国家中约有439座核反应堆。在2015年大约70个新反应堆正在建设，尤其是一些对核电站极其热衷的国家，核电站的数量正在快速增长。全球总共有116个建筑新反应堆的计划。目前大部分核反应堆建造在超过25年前，用的还是相当古董的技术。其中有80%是轻水反应堆。今天，许多国家都面临着一个选择：昂贵的升级老化的反应堆，可能更有效率，但更少的测试模型，或者移向新的核能技术获得更便宜的价格和环境效益。

　　现如今，地球上的天然气和石油能源储备已经所剩无几，同样带来的环境污染也是日益严重的，所以核能在一定程度上可以缓和这些问题。也将是未来发展的趋势。但是有利即有弊，核能利用带来的的必然产物——核辐射，会直接危害动植物的健康，高强度的核辐射甚至有致命作用。亦如日本的福岛核电站泄漏，切尔诺贝利等悲剧的发生，也是在无时无刻地提醒着我们人类，小心小心再小心。核能的一路发展也是充满了荆棘，你怎样看待核能呢？你觉得它会是未来发展的趋势吗？欢迎在下方评论区留言。关注我，不迷路，我会带给你更多科普知识。好了，今天的分享就到这里了，我们下期见！