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。     

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。     

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。     

核聚变——未来的新能源

能源是社会发展的基石。古人伐木为薪,后来柴薪逐渐被煤、石油、天然气等化石燃料取代。而今,化石能源面临“危机”,同时又对环境造成严重污染。以煤炭、石油、天然气等化石能源替代柴薪的第一次能源革命,带来了社会、经济的飞速发展。然而这些宝贵的化石能源是不可再生的,据估     

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。     

从资源角度看核电发展

一、世界能源现状能源储量能源按其生成方式,分为天然能源（初次能源）和人工能源（二次能源）两大类。天然能源是指自然界中以天然的形式存在并且没有经过加工或转换的能量资源,如煤炭、石油、天然气、核燃料、风能、水能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等;人工能源则是指由初次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源,如煤气、汽油、煤油、柴油、电力、蒸汽、热水、氢气、激光等。其中,     

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、     

清洁可再生能源——大型聚光光伏电站

<正>人类从钻木取火开始,对能源的需求与日俱增。在近代,随着科学技术的高速发展,对能源已经产生了依赖。人类长期赖以生存的能源,如煤炭、石油和天然气等都属于化石能源。虽然还没有准确的方法可以预测化石能源究竟可以开采、使用多少年,     

基于粒子尾流模型的风电场风资源评估系统

煤炭、石油和天然气等化石能源面临着枯竭,各国争相开发利用可再生能源,风能是目前最具开发利用潜力的可再生能源。风能受地理条件和周围环境的影响大,所以风电场的风资源评估在选址、运营和预测方面都至关重要。本文开发了一套风电场风资源评估系统,它充分考虑了地形、当地风速风向、风电场使用的风力机类型和风力机间的尾流影响,采用基于风力机特性的粒子尾流模型,通过CFD计算,得到风电场的功率输出和风资源分布,此系统既可应用于风电场建造前的选址和评估,也可应用于运营中的检验和预测,有很强的工程应用价值。本文通过澳大利亚Wattle Point Wind Farm(WPWF)实测数据对评估系统的可靠性和精确度进行了验证。     

国际热核实验反应堆计划及其对中国核能发展战略的影响

随着世界人口增长和经济持续发展,能源短缺问题变得越来越严峻,世界各国都在努力寻找煤、石油、天然气等化石能源的替代能源.核聚变能具有清洁、高效、资源丰富等优点,是最有希望解决人类能源问题的途径之一.文章指出了发展核聚变能的重要性,回顾了磁约束聚变研究的历程,简述了国际热核实验反应堆(ITER)计划的进展及中国的相关研究情况,最后对中国核能发展战略作出展望.     

开拓人类能源新时代的核裂变能

 能源是人类社会繁荣和发展的象征。几千年来,人类为了生存和发展不断地向大自然探求和索取能源。１９世纪电力出现后,极大地提高了社会生产率,从根本上改变了人类社会面貌。进入２０世纪５０年代后,石油和天然气的消耗量超过煤炭,二者成为世界的主要能源,大大促进了世界经济的繁荣和发展,然而石化能源是一次性能源,它的储量极其有限,地球上现储的石化能源充其量也只能供人类使用２００多年的时间;另一方面石化能源的使用,特别是２０世纪５０年代以来掠夺性的开采和使用使人类的生存环境遭到严重破坏,并且正在不断地趋向恶化。于是寻求代替石化能源的能源就成为当今世界各国普遍关注的一个问题,它是人类社会可持续发展的一个战略问题。     

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。     

新能源探讨

人类社会对能源的开发利用经历了漫长而艰苦的过程，而能源技术的每一次突破都导致了生产力的飞跃和社会的巨大进步．然而以煤炭、石油和天然气为代表的矿物资源日趋枯竭，环境污染日益严重．为了解决能源危机和环境污染，各国都在探索新型能源．     

物理学与能源的开发和利用

能源是进行生产和维持日常生活所必需的物质基础.过去人们对广泛使用的煤炭、石油、天然气等矿物能源很少注意节约.七十年代的两次能源危机,使人们认识到能源问题是一个重要的战略问题,因此许多国家对解决这一间题的能源政策予以极大的重视. 我国由于社会主义建设飞跃发展,近几年来也出现了能源供应紧张的局面,能源已经成为一个影响国民经济发展和提高人民生活水平的问题,并引起各部门的重视. 一、物理学与能源利用的发展 社会发展的历史实践说明,人类利用能源的发展过程,是和物理学的发展紧密联系在一起的.有时是人的实践经验先发展了对能…     

美国人造太阳即将点亮

最近,美国研究人员将用激光点燃一个人造太阳,它就是“美国国家点火装置”,俗称“美国人造太阳”。石油、天然气、煤炭等不可再生的矿物能源,不仅造成温室效应,而且还有枯竭之忧。从长远来看,核聚变能将是人类未来能源的主导形式,被科学家称为“能源危机的终结者”。     

杨发文.未来新能源——可燃冰

 天然气水合物是水和天然气(主要成份为甲烷)在中高压和低温条件下混合时产生的晶体物质,外貌极似冰雪,点火即可燃烧,故称为“可燃冰”,又叫“气冰”或“固体瓦斯”。它在自然界分布非常广泛,海底以下0-1500m深的大陆架或北极等地的永久冻土带都有可能存在,世界上有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏。从能源的角度看,“可燃冰”可视为被高度压缩的天然气资源,每立方米能分解释放出160～180标准立方米的天然气。迄今为止,在世界各地的海洋及大陆地层中,已探明的“可燃冰”储量已相当于全球传统化石能源(煤、石油、天然气、油页岩等)储量的两倍以上。     

煤的气化和流化床燃烧相结合的燃气-蒸汽联合循环

一、前言 由于世界能源结构的变化,煤较石油与天然气的利用规模在提高,传统的常规燃煤电站不但污染排放控置复杂,成本高,而且发电效率已经趋于极限,如果加上尾气脱硫装制,则发电效率只能达到37—38％。为寻找一种高效率、低污染、低成本的燃煤技术,世界上许多国家都大力开展研究,其中最引人瞩目的是燃煤联合循环发电技术,可望满足环境保护的要求。目前,燃煤联合循环热效率已达40—42％,未来可望达到45—     

热泵的高效节能特性

 目前世界正面临着能源危机,各国都在积极开发新能源,如核能、太阳能、氢能、生物质能等。同时也在研究新的能量转换技术,如磁流体发电,燃料电池等。除此之外,节能也是一种解决能源危机的有效途径,目前出现了一系列节能技术,如水煤浆的出现,非晶态铁芯变压器即将全面推广,陶瓷发电机的问世,高效节能传热介质的研制成功等等。这些技术都能节约大量的能源。本文仅通过实例来简述另一种高效节能技术──热泵的高效节能特性。一、热泵的工作原理及发展简史热泵是一种把热量从低温热源传送到高温热源的装置。其工作原理与制冷机的工作原理相同,只是目的不同而已。     

太阳能及应用

 一、当今社会的主要能源现代工农业、运输业、建筑业、通讯等方面的发展,愈来愈需要消耗大量的能源。现在我们所消耗的能量,其中90%以上来源于矿物燃烧,如煤、石油、天然气。但矿物燃料的蕴藏量总是有限的,继续消耗这些燃料就意味着我们在靠“存货”维持生活。目前的开采速度,煤和石油的贮藏量正在迅速减少。其实,煤、石油不仅仅是燃料,还是重要的化工原料。仅仅将其作为燃料,而且某些地区还造成了严重的环境污染。目前这种状况主要由于社会分工太细造成的,人类应当从生存、发展的长远利益考虑,开发新的能源,比如太阳能。二、太阳辐射能能量在需要时就应得到是当然之事。重要的就是通过何种渠道获得能量。     

煤制天然气液化流程初步研究

鉴于煤炭清洁利用的必要性以及国内天然气供不应求的格局,煤制天然气(SNG)具有了一定的发展空间。以液化的方式储运煤制天然气是应对我国特殊的天然气市场结构的较好选择。而由于煤制天然气与常规天然气不同的组成,特别是氢气的存在,需要为其设计专门的液化流程。为了给流程的设计提供参考,在HYSYS软件上模拟分析了常规天然气液化流程(氮气膨胀流程和混合制冷剂流程)用于液化煤制天然气的可行性及其特点,发现常规天然气液化流程可以用于液化煤制天然气,只是流程的单位能耗稍有增加。另外,还通过模拟分析了精馏分离氢气对液化流程所产生的影响。