核能应用的物理学基础

 能源是维持人类生存和发展的重要物质条件。随着世界人口的不断增加、人类生产和生活条件的不断改善,人类对能源的需求量也在不断地上升。然而,目前世界上的常规能源,如水力、风力、煤炭、石油和天然气等资源都是有限的,煤炭、石油和天然气的世界储量最多还可开采100到200年,到21世纪中叶,世界将面临能源匮乏的严重局面。因此寻找和开发新能源一直是人类的一项重要任务。在20世纪30年代,随着人们对原子核研究的深入,人们认识到在原子核内蕴藏着巨大的可开发的能量,并开始了和平利用原子核能的研究。现在世界上已建成的裂变核电站有300多座,其发电量约占世界总发电量的14。     

取之不尽用之不竭的理想能源——激光惯性约束核聚变

能源,是人类生存活动中不可缺少的、重要的资源。几千年来人类为了求得生存和发展,不断地探求向大自然索取能源。20世纪以来,人们开发利用了太阳能和原子能。原子能又分裂变能和聚变能。从40年代起,裂变能已为人类所掌握和利用。50年代开始,人们     

高速摄影在等离子体物理和受控热核反应研究中的应用

一、等离子体物理和受控热核反应研究的概况 受控热核反应研究的目的是解决能源问题。能源是直接关系到人类社会生活的一个极为重要的问题。因此,能源问题很自然引起了世界各国的极大关心。 现在已经开采和广泛使用的能源资源:煤、石油、天然气等在地球上的蕴藏量毕竟是有限的。而且,随着社会生产力的不断发展,以及资本主义世界的滥用浪费,对煤、石油、天然气等的消耗量逐年都有大幅度的增加。据估计,地球上已找到的煤、石油、     

新能源变革背景下的超导电力技术发展前景

自从1911年超导体发现以来,人们一直梦想超导体能够在电力技术中得到大规模应用.20世纪60年代以来,随着NbTi超导线材,特别是氧化物高温超导带材达到商业化水平,世界范围内广泛地开展了超导电力技术的研究与应用示范.单从技术上讲,超导电力技术已经接近实用化水平.当今,人类社会正在经历一次新的能源变革,超导电力技术在应对能源变革带来的挑战方面将会发挥重要的作用.文章介绍了近年来超导电力技术的发展趋势,并就其在新能源变革背景下的发展前景进行了探讨.     

Hobson文科物理教材选载⑦——能量的挑战

译者说明:这次选登的是Hobson书的第17章,讨论能源问题(这部分篇幅较长,将分2期刊出--编者).能源问题是人类面临的一个严重问题.它既影响发展,又影响环境.     

CAI技术及其发展

 自从１９４６年第一台计算机研制成功以来,人类的科技知识就呈现出了爆炸性发展的局面．根据联合国教科文组织统计,人类有史以来,１００万年积累的科学知识仅占知识总量１０％,而近３０年来积累的却占９０％．另有某些专家测算出人类知识在１９世纪是每５０年增加一倍,２０世纪每１０年增加一倍,７０年代每５年增加一倍,而目前大约每３年增加一倍．而７０年代后正是计算机由中小规模集成电路作逻辑元件发展到由大规模及超大规模集成电路作逻辑元件时期,这个时期的集成电路技术的发展遵循著名的摩尔定律,即集成电路的复杂性（性能）每１８个月就提高一倍．现在估计这个定律仍将适用２０年左右．     

取之不尽·用之不竭的理想能源——激光惯性约束核聚变

 能源,是人类生存活动中不可缺少的、重要的资源.几千年来人类为了求得生存和发展,不断地探求向大自然索取能源.二十世纪以来,人们开发利用了太阳能和原子能.原子能又分裂变能和聚变能.从四十年代起,裂变能已为人类所掌握和利用.五十年代开始,人们又在进一步探索聚变能的利用问题,已经有不少国家建造了受控核聚变研究装置,而且近年来的研究工作都有不同程度的进展,尤其是惯性约束核聚变的研究,目前又有新的突破.从前认为利用聚变能是遥远的事,而现在看起来要比从前乐观了许多.我国人口众多,能源缺乏.在人口稠密、工业发达的地区,常因能源问题、工厂开工不足致工业生产和人民生活,带来困难。     

新兴尖端技术——纳米发电机和纳米压电电子学

1引言 能源是整个世界发展和经济增长的最基本驱动力,是人类赖以生存的基础。白工业革命以来,随着人类世界的进步和科学技术的发展,人类社会对于能源的需求量呈逐年急增的状况。目前,人类所能够利用的能源形式主要包括煤炭、石油、天然气以及少量的核能。但是,地球上这些现有能源还是非常有限的,这就需要科学家去探索一些新型的能源形式-可再生能源。根据预测,到2100年,新型可再生能源将在人们的生活中占据主导地位。     

新能源技术的物理基础

 新能源技术是一门交叉学科,它的任务是研究各种新能源的开发、利用的理论、方法以及技术管理等问题。一、什么是新能源能源是人类赖以生存和进行生产活动的物质基础,是经济建设的食粮。能源科学和材料科学、信息科学一起被认为是现代社会发展的三个基本要素。因此,研究能源问题具有十分重要的战略意义。在历史上,人类社会经历了三个能源时期,这就是:柴草时期、煤炭时期、石油和天然气时期。     

分布式能源系统与微型燃气轮机的发展与应用

集中式与分布式有机结合是21世纪能源工业重要发展方向,新的能源系统将可能影响到人类的生活方式和社会发展的进程。先进燃气轮机技术是21世纪能源与动力系统的核心关键技术,对于我国相关领域中的高新技术发展和移植有着极其重大的作用。我国发展先进燃气轮机技术具有重大战略意义和广阔的产业化前景。本文论述了分布式能源系统和新一代微型燃气轮机的重要性,介绍了国外分布式能源系统和微型燃气轮机的研究和生产情况,提出了分布式能源系统的主要发展方向。     

硅薄膜太阳能电池的原理及其应用

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源和清洁能源,在太阳能的有效利用中,太阳能光电利用是近些年来发展最快、最具活力的研究领域,20世纪60年代辉光放电法(glow discharge)薄膜制备技术取得一系列重大进展,使人们认识到可以将同样具有光伏效应的非结晶状态的硅以薄膜形式镀制在廉价的玻璃基板上.     

加速器驱动放射性洁净核能系统

 一、核能──人类能源的最终解决之道 经历数百万年而形成的煤、石油和天然气等化石能源,为人类的过去和现在提供了生存和发展的基础。２０世纪以来,人们将它们的化学能转化为更为方便的电能。经济的迅猛发展和人口的急速增长,人类正在加快耗尽这种不可再生能源。据估计,人类可以继续依赖化石能源的时间不过百来年。除了资源问题,化石能源开采和利用所带来的生态与环境问题,已经向我们这代人提出了严峻的挑战。ＣＯ２过量排放引起的温室效应以及酸雨的影响,对我们人类生活和生存的影响有多严重,还要以后才会更加充分地显露出来。无论是资源问题,还是环境问题,都要求人类找到一种可满足人类持续发展需求的洁净能源。     

工科物理与知识经济

物理学的历史作用显示了它的重要地位．物理学是自然科学的基础,是探讨物质结构和运动的前沿学科．人类社会经历的每一次生产和技术的进步,都是物理学理论研究取得重大突破的结果,１７、１８世纪,正是由于牛顿力学的建立和热力学的发展,不仅有力地推动了其他学科的进展,而且适应了研制蒸汽机和发展机械工业的社会需求,引起了第一次工业革命．到１９世纪,在法拉第－麦克斯韦电磁理论的推动下,人们成功地制造了电机、电器和电讯设备,引起了工业电气化,使人类进入应用电能的时代,从而形成了第二次工业革命．人类进入２０世纪,物理…     

航天能源管理系统设计与实现

随着我国航天事业的发展,卫星的功能需求以及数量不断增加,以型号为主、以粗放式的能源使用方式在现阶段已不符合国家节能减排的要求,运用信息化科技手段,采取管控结合的有效管理方式,在能源管理工作上不断地进行创新,将成为航天企业管理必然的选择,通过建立能源管理系统,运用能源监控,能源统计,能源消费分析,重点能耗设备管理,能源计量设备管理等多种手段,使管理者对能源成本比重,发展趋势有准确的掌握,并将能源消费计划任务分解到各个生产部门车间,使节能指标分解工作责任明确,促进企业管理创新发展。     

非晶硅太阳能电池

 能源是人类生存不可缺少的重要资源。随着世界人口爆涨,能量消耗急骤增长,人们为了求得生存和发展,都在竭尽全力开发现有的常规能源（煤、石油、天然气等）,同时也不断寻找新型能源。     

二氧化碳利用新进展:二氧化碳直接高选择性合成汽油燃料

<正>随着人类社会的不断发展,人们对自然资源的依赖程度逐渐增大,其消耗速度也在不断增长。然而,不断增长的能源消费也对环境带来了诸多的负面影响,其中CO_2的排放问题越来越受到政府、公众、企业界以及学术界的关注。目前,"减排"已不仅仅是一个环境热点,而是已经成为了一个威胁人类生存和发展的,达到国际关系高度的复杂问题。中国政府高度重视CO_2减排问题,国家主席习近平在巴黎气候大会重申了中国此前做出的承诺,中国将于2030年左右使     

碳纳米管储氢研究

 目前,环境保护和能源短缺是影响社会可持续发展的两大重要问题。近代人类使用的能源主要是煤炭、石油和天然气。经济的发展和人类生活水平的提高,对这些一次性能源的需求量在迅速增加,它们的储量在迅速下降。另一方面,这些化石燃料在使用过程中,产生大量的有害物质,如CO_x、NO_x、SO_x及碳氢化合物等,导致严重的环境污染。因此,世界各国都在努力地开发洁净的新能源。氢能以其资源丰富、可再生、热效率高和可以不产生使用污染等特点格外受到关注。     

晶片、微电子与技术升级

人类社会正处在世纪之交的转变年代．２０世纪是科学技术突飞猛进的１００年，原子能、半导体、激光和电子计算机成为２０世纪的四大发明创造．可以看出，后三大发明是紧密相关的．激光器可以有气体激光器、半导体激光器和其他固体激光器等．其中半导体激光器是用半导体材料制作的．而组装电子计算机的芯片也是半导体集成电路．所以，可以说激光和电子计算机都是以半导体材料作为基础的．计算机和激光技术都是信息技术的重要支撑技术．因此，半导体材料技术在信息技术，以至于整个高技术领域有着举足轻重的作用．可以说半导体技术是人类进入…     

聚变发电还有多远?

聚变能源是人类的终极梦想之一.在近60年的时间里,聚变能源研究取得了大量重要进展,但也还有很多问题没有解决.本文将综合介绍聚变的概念,主要聚变方案,研究简史,主要困难,最近的研究进展,发展前景,以及聚变能源实现后将给社会带来的深刻影响.     

新型太阳能电池——染料敏化太阳能电池研制进展

能源问题是当今世界各国共同面临的严重问题;寻求低污染、可持续使用绿色能源是世界各国科学家共同关注的问题.太阳能不仅是地球几十亿年来,推动自然界种种演化的基本动力,也是当今人类实现可持续发展最可靠的能源,但是长期以来人们仅仅靠太阳自然照射状态下,通过植物吸收、风云雨雪变化利用太阳能,物理学的发展,尤其是半导体材料的创造,开创了人类用科技手段进行太阳能发电的道路.