公共基础知识：科技常识之神秘的核能
工业革命以蒸汽机和内燃机为动力，以化石能源为燃料给人类带来了前所未有的物质财富，而我们在惬意享受这些物质财富的时候，却不得不面对化石能源燃烧释放的二氧化碳给人类带来的气候危机。因此减碳成为人类共识，核能作为目前唯一能够取代化石燃料并大规模使用的清洁能源，对降低二氧化碳的排放至关重要。在事业单位有关核能的考题中会问及核能在不同能源分类中属于什么能源，比如可不可再生、是否是清洁能源、核电站发电是核裂变还是核聚变和我国核电站建设历程等知识点，在本篇文章中我给大家作以梳理。
一、核能的含义
核能是指由原子核里的核子(比如中子或质子)在重新分配和组合过程中释放出来的能量。而核子重新分配和组合过程，也称其为核反应，有三种类型：一是通过核裂变反应，既较重的原子核在分裂过程中释放能量；二是通过核聚变反应，既较轻的原子核聚合在一起释放出能量；三是通过核衰变反应，既在原子核自发衰变过程中释放出能量。
二、核能的分属
我国对能源的分属的界定标准有很多，因此核能的分属也有所不同。这一块知识也是我们核能在考试中的高频考点，主要考察在不同分类标准下核能属于什么能源，大家需要准确记忆。
1.核能属广义上清洁能源
清洁能源，主要分为狭义和广义两种概念。狭义的清洁能源是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源具有消耗之后可以恢复补充，很少产生污染的特点。广义的清洁能源则包括在能源的生产、消费过程中，对生态环境低污染或无污染的矿产资源，如天然气、清洁煤和核能等。由于核能会排放一些核废料和热污染，但是核能发电不像化石燃料发电那样会排放巨量的污染物质及温室气体到大气中，而且核能的效率极高，因此核能只是广义上的清洁能源，而非狭义的清洁能源。
2.按技术成熟程度分类核能属于新能源
一般来说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、且技术尚未成熟的能源。日本福岛核电站事故仍然没有得到有效解决，人造太阳核聚变发电技术还在探索之中，目前我们对核能的利用效率、安全性等各方面的技术还不算成熟，故核能属于新能源。
3.按产生方式分类核能属于一次能源
一次能源指人类可以从自然界当中直接获取的能源，例如煤炭、石油、天然气等；二次能源是指无法直接从自然界获取，需要由一次能源经过转化或加工制造而产生的能源，比如电能、氢能、汽油、柴油等。由于核能直接取自于地壳中的核物质，虽有提炼但无质的变化，所以是一次能源。
4.按再生能力分类核能属于不可再生能源
可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，例如水能、风能、太阳能等能源；而不可再生能源指在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复的能源，例如煤炭、石油、天然气、油页岩等能源。核能是由核燃料得来的，核燃料铀是矿产资源，短时间内无法再生，故核能是不可再生能源。
三、核能的应用
核能的应用主要包括裂变能和聚变能，在考试中主要考察人类对核能应用内部发生的核反应形式和是否受控制，大家分类记忆即可。而核电站发展历程，大家简单记忆即可，经常作为一道题的选项出现，需要大家判断正误。
目前，裂变能主要用于核电站发电和原子弹的制造，核电站就是利用核能裂变的链式反应产生的能量进行发电的电站，核电站发电使用的核燃料主要是铀。
核聚变应用主要有军事用途的氢弹和可受控热核聚变反应装置(简称“人造太阳”)。氢弹就是利用氘氚原子核的聚变反应瞬间释放巨大能量的，是不受控制的聚变能。科学家正在研究的受控热核聚变反应装置(简称“人造太阳”)是可受控核聚变，核聚变可能成为未来的能量来源。在自然界中太阳内部主要发生“氢氦核聚变”，氢元素通过核聚变形成氦元素，氦元素随着太阳风传播出去，由于地球有大气层和磁场，所以太阳风很难到达地球表面，而且地球自身是不会生产氦-3的，所以地球的氦-3储量很少。而月球作为太阳风粒子的收集器，使月球的氦-3储量达到一百万吨，氦-3是一种十分高效的核聚变发电燃料，100吨氦-3就可以提供全世界一年的用电，因此氦-3被称为“超级能源”。
1942年，以费米教授为首的一批科学家在美国芝加哥大学建成了世界上第一座“人工核反应堆”。
1954年6月27日，苏联建成了世界上第一座核电站是前苏联建造的奥布灵斯克核电站。
1991年我国建成了第一座核电站是秦山核电站，位于浙江嘉兴市海盐县。
1994年我国建成了第一座大型商用核电站是大亚湾核电站，也是我国首座使用国外资金和技术建造的核电站。其位于广东深圳，由广东核电投资公司与香港核电投资公司联合建造运营，其产生的电力80%提供给香港，20%提供给广东。
截至2022年6月，我国在运核电机组54台，在建核电机组23台，在运在建核电机组总数为全球第二，我国两大第三代核电技术：国和一号和华龙一号。江苏省有一座核电站田湾核电站位于连云港市，是中俄两国迄今为止最大的技术合作项目。
【试题练习】1.(单选)核能又称原子能，是人类社会最具希望的未来能源之一。以下有关核能及其利用的表述错误的是( )。
A.核能是一次能源
B.世界上第一座核反应堆出现在美国
C.核能释放的方式有三种：核裂变、核聚变、核衰变
D.英国建成并正式启用世界上第一座核电站，这是人类和平利用核能的开始
【答案】D【解析】一次能源指的是自然界来就有的、以各种形式存在的能源，如化石能源、太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能。核能属于一次能源，A正确；1942年，在意大利科学家费米领导下设计和建造的第一座核反应堆在美国成功运行，这标志着原子能时代的开始。B正确；核能可通过三种核反应释放：一是核裂变，较重的原子核分裂释放结核能，当前核电站能量释放来自核裂变；二是核聚变，较轻的原子核聚合在一起释放结核能；三是核衰变，原子核自发衰变过程中释放能量。C正确；前苏联建成并正式启用世界上第一座核电站——奥布宁斯克核电站，这是人类和平利用核能的开始。D选项国别对应错误；故本题正确答案为D。
【试题练习】2.(单选)我国第一座大型商用核电站是( )
A.秦山核电站
B.田湾核电站
C.大亚湾核电站
D.岭澳核电站
【答案】C【解析】A选项秦山核电站位于杭州湾，是中国第一座自主设计、建造和运营管理的300MW压水堆核电站。1985年3月浇灌第一罐核岛底板混凝土，1991年12月首次并网发电，1994年4月投入商业运行；B选项田湾核电站1号机组1999年10月20日浇筑第一罐混凝土。2005年10月18日开始首次装料，12月20日反应堆首次达到临界，2007年5月17日正式投入商业运行；C选项大亚湾核电站位于深圳东部大亚湾畔，是我国引进外资、设备和技术建设的第一座大型商用核电站，装备两套90万千瓦压水反应堆机组。该核电站于1985年兴建，第1号、第2号机组先后于1993年5月和11月开始装入核燃料，并于1994年2月5日投入商业运行；D选项澳核电站是1994年2月大亚湾核电站第一台机组胜利投产时，国务院决定兴建的广东第二座大型商用核电站。开工时间：1997年5月首台商运时间：2002年5月。故本题答案为C。
