化学资源-核能

1、核能及其利用前景 与核辐射的防护,什么是核能？,从人类学会利用火的时候，人类已经开始主动利用能源，自那时起，能源的使用已经变成人类进步不可或缺的基本要素和人类文明程度的一种标志。在核能被发现和得到利用前，人类所利用的主要能源方式是化学能和水能等。 核能的发现 1905年，爱因斯坦在其著名的相对论中列出了质量和能量相互转换的公式：E=mc2，其中E为能量（erg）,m为质量（g），c为光速（cm/s）。这一公式表明少量的质量转化为能量就十分巨大，揭示了核能来源的物理规律。,1939年，德国物理化学家哈恩和施特拉斯发现了铀-235的裂变现象；铀原子核裂变的同时，释放出巨大的能量。这一发现，使核能的

2、利用走向现实。 核能的发展 在美国,核分裂的意义很快得到理解,1942 年芝加哥大学实验室中成功地完成了铀235 可控链式反应, 为制造原子弹和原子能利用提供了充分证据。,核能首先被应用到了军事领域，如原子弹和核潜艇等。不幸的是，1945 年美国投放到日本广岛和长崎市的原子弹造成了巨大的人员伤亡和物质毁坏，这是导致许多人畏核与反核的重要原因之一。,核能的利用前景,自然界中, 除有机燃料外, 核能、水力、风力、太阳能、地热、潮汐能也都是可资利用的能源。水力是无污染的能源,应充分开发使用, 但水力资源终究有限, 且受地理条件限制。水力发电量又随季节变化很大, 故光靠水力替代、地热、潮汐能等，都因受

3、多种条件,的限制, 只能在一定条件下有限开发, 很难大量使用。多种预测资料表明, 即使做较乐观的估计, 到下一世纪, 上述这几种能源中每种在能源总耗量中的比例, 都很难超过。现在, 技术上已较成熟, 且能大规模开发使用的, 唯有核能。 核能的优点 1、核能是地球上储量最丰富的能源, 又是高度浓集的能源。1吨金属铀裂变所产生的能量, 相当于270万吨标准煤。地球上已探明的核裂变燃料, 即铀矿和牡矿资源, 按其所含能量计算, 相当于有机燃料的二十倍, 只要及时开发利用, 便有能力替代和后续有机燃料。更进一步说, 地球上还存在大量的聚变核燃料氘, 能通过聚变反应产生核能。一吨氘聚变产生的能量相当于万

4、吨标准煤。,氘即重水中的“ 重氢” , 普通水中有七千分之一为重水, 故地球上存在约万亿吨氘。 2、核电是清洁的能源有利于保护环境。目前世界上大量燃烧有机燃料的后果是相当严重的。燃烧后排出大量的二氧化硫、二氧化碳、氧化亚氮等气体, 不仅直接危害人体健康和农作物生长, 还导致酸雨和大气层,的“温室效应”，破坏生态平衡。核电站运行经验证明, 它每发1000亿度电, 放射性排放总剂量约1.2uSv, 而烧煤电站的灰渣中, 也有放射性物质, 其总剂量约为每1000发亿度电3、5uSv。 3、核电的经济性优于火电。国外和我国台湾省的经验证明,总的算起来, 核电厂的发电成本要比火电厂低1530%。 4、以

5、核燃料代替煤和石油, 有利于资源的合理利用。,核能的综合利用 主要体现在： 1、核能制氢 目前氢的生产主要在化肥生产、石油精炼领域, 主要通过蒸汽重整甲烷得到, 全世界年产量约4 000 万t。尽管氢能经济引起了人们的极大兴趣, 但氢只是一个能源载体, 而不是能源资源, 因此氢的产生将是一个巨大挑战。在生产氢气的一次能源的各种选择中, 适用于大规模氢气生产而几乎零排放的第四代核能最具有竞争力。 2、核能海水淡化 大型海水淡化厂将需要数百兆瓦的热功率, 能满足,几乎所有类型的反应堆都能与海水淡化装置整合在一起。核能海水淡化的竞争力完全取决于其经济竞争力, 如果其成本与化石燃料工厂的成本相当, 核

6、能海水淡化技术将有巨大的市场空间。,核能的发展前景 核能的开发利用是一个循序渐进的长期过程, 一般说应按其科技难度的不同, 分为热中子反应堆、快中子增殖堆、可控聚变堆三步, 互相衔接, 逐步进入实用阶段。,核辐射的防护,核辐射 定义：放射性物质以波或微粒形式发射出的一种能量就叫核辐射，核爆炸和核事故都有核辐射。 主要是、三种射线。,。,核辐射的危害 据临床医学实验和流行病学调查证实，人体在受到一定剂量的核辐射照射后，会导致健康受损。 1. 急性核辐射性损伤 照射剂量超过1 Gy( 单位：戈)时可引起急性放射病或局部急性损伤；在剂量低于1 Gy 时，少数人可出现头晕、乏力、食欲下降等轻微症状；剂

7、量在110 Gy 时，出现以造血系统损伤为主；剂量在1050 Gy 时，出现以消化道为主症状，若不经治疗，在两周内100% 死亡；50 Gy 以上出现脑损伤为主症状，可在2 天死亡。急性损伤多见于核辐射事故。,2. 慢性核辐射损伤 全身长期超剂量慢性照射，可引起慢性放射性病。局部大剂量照射，可产生局部慢性损伤，如慢性皮肤损伤、造血障碍、白内障等。慢性损伤常见于核辐射工作的职业人群。,3. 胚胎与胎儿的损伤 胚胎和胎儿对辐射比较敏感，在胚胎植入前接触辐射可使死胎率升高；在器官形成期接触，可使胎儿畸形率升高，新生儿死亡率也相应升高。据流行病学调查显示，在胎儿期受照射的儿童中，白血病和某些癌症的发生

8、率较对照组为高。,4. 远期效应 在中等或大剂量范围内，核辐射致癌已为动物实验和流行病学调查所证实。在受到急慢性照射的人群中，白细胞严重下降，肺癌、甲状腺癌、乳腺癌和骨癌等各种癌症的发生率随照射剂量增加而增高。,核辐射的防护措施 1. 对象与周期 就业前：由用人单位组织员工到取得职业卫生技术服务资质的机构进行健康体检。对象是准备参加从事核辐射工作的人员，也包括那些临时或短期参加核辐射工作的人员和准备就读核辐射专业的学生，目的在于发现核辐射工作的职业禁忌证。定期体检：目的在于发现核辐射对从业人员健康的影响，及时处理存在的问题。检查周期：甲种工作条件者，每年进行一次全面检查；而乙种工作条件者每两年

9、进行一次全面检查；对于个别有问题的可由主检医生决定增加其检查频率。,2. 职业禁忌证 2002 年3 月，我国政府明确规定，严重的呼吸、循环、消化、血液、内分泌、免疫系统疾病、皮肤病、视听障碍、肝炎、其他器质性或功能性疾病，未能控制的细菌性或病毒性感染的不能从事核辐射性工作。,核辐射的营养干预 据研究表明，核辐射对人体的危害与其导致机体过氧化有关。所以防范核辐射，除了避免与核辐射的“亲密接触”外，营养干预对抗辐射有着非常重要的作用。在核基地、核武库、核潜艇、核爆炸等地，人们通过饮食的方法可以抵御或减少核辐射对人体造成的伤害，已被现代医学研究所证实。 1. 能量供给要充足 辐射使身体能量消耗增加

10、，身体组织对糖的利用能力下降，足够的能量供给有利于提高人体对辐射的耐受力，降低敏感性，减轻损伤保护身体。,辐射使身体能量消耗增加，身体组织对糖的利用能力下降，足够的能量供给有利于提高人体对辐射的耐受力，降低敏感性，减轻损伤保护身体。 2. 蛋白质不能少蛋白质摄入不足会造成组织蛋白合成不足，导致肌肉、心、肝、肾、,脾等脏器的重量减轻，出现功能障碍，从而对辐射的敏感性增此，接触核辐射的人，要注意摄入充足的优质蛋白质。如多吃胡萝卜、番茄、海带、瘦肉、动物肝脏等富含维生素A、C 和蛋白质的食物，增强肌体抵抗核辐射的能力。 3. 脂类摄入不宜高 人体受辐射照射后食欲不振、口味不佳，脂肪的总供给量要适当减

11、少，但需增加植物油所占的比重，其中油酸可促进造血系统再生功能，防治辐射损伤效果较好。 4. 多补充维生素 必需脂肪酸，维生素A、K、E和B 族维生素，维生素缺乏，可降低身体对辐射的耐受性，宜加量供应。 5. 矿物质平衡尤为重要,体内钾、钠、钙、镁等离子浓度须平衡，否则不能维持水与电解质平衡，轻者损害健康，重者甚至危及生命。微量元素与其他营养相互之间的关系也很重要，锌对许多营养包括蛋白质与维生素的消化、吸收和代谢都有重要影响。辐射损伤时，矿物质包括微量元素在内，过量或不平衡，均会产生不良影响。,6. 无机盐供应宜加量在膳食中适量增加无机盐( 主要是食盐)，可促使人饮水量增加，加速放射性核素随尿液

12、、粪便排出，从而减轻内照射损伤。 7. 辛辣食物作用不低估辛辣食物属于常用调料，同时也是抵御辐射的天然食品。常吃辛辣食物不但可以调动全身免疫系统，还能保护细胞的DNA，使之不受辐射,破坏。因此，经常吃辛辣食物，对身体健康非常有益。 8. 多吃对核辐射有特殊防治效果的食品 黑芝麻：黑芝麻益肾，多吃补肾食品可增强身体细胞免疫、体液免疫功能，有效保护人体健康。紫苋菜：紫苋菜抗辐射、抗突变、抗氧化的作用，与其含硒有关。硒是一种重要的微量元素，能提高人体对抗辐射的能力。 绿茶：绿茶中的茶多酚，不仅有抗癌和清除体内的自由基的效果，还可以抗辐射。每天喝绿茶对身体非常有益。茶叶中还含有脂多糖，能改善造血功能，

13、升高血小板和白细等。,番茄红素：番茄红素不仅具备卓越的抗辐射能力，且抗氧化能力极强。番茄红素广泛存在于番茄、杏、番石榴、西瓜、番木瓜、红葡萄等水果及蔬菜中。其中，番茄中的含量相对较高，多存在于番茄的皮和籽中。此外，番茄红素是脂溶性维生素，必须用油炒过才能被人体吸收。,螺旋藻食品：螺旋藻含有丰富的植物蛋白，多种氨基酸、微量元素、维生素、矿物质和生物活性物质，可促进骨髓细胞的造血功能，增强骨髓细胞的增殖活力，促进血清蛋白的生物合成，从而提高人体的免疫力。因此，多吃海带、螺旋藻之类等，具有明显的抗辐射作用。,花粉食品：花粉食品作为一种新型的营养保健品风靡全球，被称为“完全营养食品”，在营养食品中名列前茅。据现代科学测定表明，每百克花粉的蛋白质含量可高达2530 g，其中含有十几种氨基酸，并且呈游离状态，极易被人体吸收。花粉中还含有40的糖和一定量的脂肪，以及丰富的族维生素和维生素、等，其中维生、都是被科学家证实的能延缓人体细胞衰老过程的重要物质