核能能否帮助阻止气候变化?

2021-11-10 14:53    核裂变  气候变化  碳排放  核能利用

核能是一种低碳能源,它利用分裂原子的核反应力来发电。尽管因罕见事故而声名狼藉,但核能是世界上最安全、最高效、最清洁的能源之一。


核能是一种低碳能源,它利用分裂原子的核反应力来发电。尽管因罕见事故而声名狼藉,但核能是世界上最安全、最高效、最清洁的能源之一。

核能是如何制造的?

核能是由核裂变过程产生的——当中子被用来分裂原子时,导致大量辐射和更多中子的释放,进而在受控链式反应中分裂更多原子。一旦原子分裂,释放的辐射就会加热核反应堆中的水,产生蒸汽,从而推动涡轮机转动,产生可收集的能量。


核能是在沸水反应堆中产生的,核裂变产生的辐射使周围的水沸腾,将其变成蒸汽为涡轮机提供动力。

为什么铀在核裂变中用作燃料?

轻水反应堆是最常见的核反应堆,使用铀 235,因为它相对不稳定,容易分裂,核裂变后会释放大量能量。铀被放置在水中,控制反应过程并转化为蒸汽,这有助于发电。

然而,铀 235 具有剧毒并会释放有毒烟雾,因此必须由专业人士小心处理。它也不是最常见的铀形式,因此必须通过称为“浓缩”的过程从更常见的铀的其他同位素中产生。

然而,有更新的技术使用钍作为核反应堆的燃料,人们认为钍的放射性性要小得多,而且产生的能量比铀多得多。

核能的效率如何?

与化石燃料相比,核能是一种更高效的能源,200 吨铀产生的能量与 3,500,000 吨煤产生的能量一样多。此外,在较新的反应堆中,仅一吨钍就可以产生如此多的能量。


化石燃料仍然是全球最大的能源,其次是可再生能源(太阳能、水力、风能)和核能

哪些国家使用的核能最多?

2020 年,化石燃料继续成为世界主要的能源来源,占世界能源结构的 83%。相比之下,核能仅占能源结构的 4.3%。根据BP 的《世界能源统计评论》,美国是最大的核能消费国(占世界的 30.8%),其次是中国(13.8%)、法国(13.1%)和俄罗斯(8%)。

一些国家已停止仅依靠化石燃料发电,转而使用可再生能源和核能。例如,在法国,2020 年核能占其电力的67%,而在瑞典,核能占其能源结构的 30%,水电占其能源结构的 45%。


法国和瑞典超过四分之一的能源来自核能。

核能的缺点是什么?

潜在事故

当人们想到核能时,就会立即想到切尔诺贝利和福岛的可怕事故。诸如此类的事故可能会将危险水平的放射性释放到核电站的周围环境中。然而,重要的是要注意这些事件的罕见性,因为西方世界的建筑和操作程序很严格。人们还应该考虑到,核能造成的死亡人数远少于化石燃料。

放射性废物

由于核能产生的一些废物非常危险,因此有效的废物管理至关重要,尽管有时成本很高。然而,高放射性废物——反应堆内铀燃料的残余物——仅占核能生产废物总量的 3%。这些废物大多被放置在巨大的混凝土或钢桶中,埋在地表以下数百米处。

核能的优点是什么?

更清洁的能源

核能不会像燃烧化石燃料那样释放有害污染物和二氧化碳。因此,它对全球变暖的影响不如其他能源。

更安全的能源

由于其低排放率, 与化石燃料的死亡率相比, 核能造成的人员伤亡要少得多。相比之下,世界卫生组织估计每年有 420 万人死于燃烧化石燃料造成的污染。


与化石燃料,甚至一些可再生能源相比,核能生产造成的死亡人数最少,产生的温室气体数量也很少。

核能是气候变化的解决方案吗?

尽快转向可再生能源是防止灾难性人为气候变化的关键。然而,社会是否真的能够足够快地做出这种转变,以防止IPCC将全球变暖1.5 度的水平是具有挑战性的。改用太阳能或水力发电成本高昂,仍处于初期阶段,有时甚至不可靠。许多专家认为,利用核能作为化石燃料和未来可再生技术之间的过渡能源是减少人为气候变化不可挽回的危害的关键。



深圳核博会

图为技术


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