習大大訪英期間 ， 我國斥資約588億元拿下英國核電大單 ， 最讓國人驕傲的是 ， 我國自主研發的“華龍一號”壓水堆核電技術將用于英國布拉德韋爾核電站項目 ， 這是我國核電技術第一次出口到老牌發達國家 ， 很多網友高興的同時 ， 更希望對諸如“壓水堆”、“重水堆”、“快中子增殖堆”以及核電的原理有更進一步通俗易懂地了解 。 鑒于此 ， 咱們今天就來一起愉快地聊聊核電 。
你身邊的質能等價



核電站常給人一種既神秘又高大上的感覺 ， 但其實 ， 其發電的原理跟我們日常生活中見到的現象 ， 比如燒火做飯等等 ， 本質上是相似的 。
例如 ， 空氣中的水蒸氣凝結成水時會放出熱量 ， 而水結冰時也要放出能量 ， 這個能量從廣義上來說叫做“結合能” ， 判斷會不會放出結合能的方法之一是 ， 根據逆反應進行推斷 ， 比如 ， 把水變成蒸氣需要加熱 ， 把冰融化成水也需要加熱 。 反過來就可以推出 ， 水蒸氣液化成水 ， 水凝固成冰 ， 當然要放出能量了 。



以上反應發生在分子與分子之間 ， 在更小的原子世界也如此 ， 比如一個質子和一個電子共同結合成一個氫原子時要放出13.6電子伏的能量 ， 而當兩個氫原子不期而遇 ， 結合成氫氣分子時 ， 也要放出4電子伏的能量；還有 ， 當一個碳原子和兩個氧原子結合 ， 也會產生“火花”（碳的燃燒現象） ， 它們生成一個二氧化碳分子 ， 并放出4.1電子伏的能量 。



可見 ， 微觀粒子結合在一起時都會放出能量 ， 它叫做結合能 。 那么結合能的能量是從哪兒來呢？根據愛因斯坦的質能方程 ， 我們知道 ， 能量的產生必然伴隨著質量的虧損 。
華裔美籍物理學家徐一鴻（Anthony Zee）在他的著作中這樣說：事實上 ， 在燒一截木頭時 ， 如果我們仔細地稱量了木塊、灰燼、炭碴和閃著火焰的熱氣的質量 ， 就會發現 ， 有一小部分質量消失了 ， 它們被轉變成能量了 。
只是 ， 諸如像氧氣和碳結合成二氧化碳這種燃料現象 ， 質量虧損極少 ， 難以計量 ， 所以在化學反應中 ， 我們通常不說結合能 ， 而說化學能 。
即使如此 ， 我們也要站在一個更高的角度來認識質量和能量的關系 ， 正如英國物理學家 ， 亞利桑那州立大學教授保羅·戴維斯在他的書中所言的觀點：質量就是鎖閉起來的能量 ， 而能量就是釋放了的質量 。
如此說來 ， 咱們可是一直在使用結合能呢 ， 比如北方的冬天 ， 為防止地窖中儲藏的食物被凍壞 ， 一個辦法是在地窖里放一大桶水 ， 這一桶水在逐漸變成冰塊的過程中放出熱量 ， 從而防止溫度過低 。 還有 ， 所有的燒火做飯也都是在釋放結合能 ， 且這種能量比前者要大得多 。
打開原子之門
既然大到分子之間、原子之間的結合都能放出能量 ， 那么小到原子核的內部——原子核之間的結合更能放出能量了 ， 且這種能量更為巨大 。
等等！我讀書少 ， 你可不要騙我 ， 咱們現在討論的是核電 ， 而核電采用的鈾原子分裂從而產生能量的 ， 但你現在說的卻是因“結合”而產生的能量 ， 這不是相反的嗎？
別急 ， 雖然人類先有原子彈 ， 才有氫彈 ， 先有核電站 ， 才有……其實到現在也沒有聚變電站 。 在無數人的眼中 ， 不管怎樣 ， 聚變看上去都要比裂變高貴得多 ， 然而 ， 在原理上 ， 聚變反而更簡單一些 ， 而裂變卻稍微要繞一點兒 ， 雖然它們的本質原理都相同 。 因此 ， 雖然咱們說的是核電 ， 到不如先從聚變一步步推出裂變為好 。

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