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110亿度电;
150亿马力小时;
可供一只电熨斗用100万年;
使一辆汽车绕地球行驶18万圈。
但是,人们始终没有找到释放出物质中这种理论上的蕴藏能量的方法。直到1945年,在科学史上,因一个单项课题而集中科学家最多的群体,终于从原子中释放出了令人目瞪口呆的能量。
1942年,物理学家费米实现了首次原子核链式反应,他的同事用几个英文单词打出了一个密码电话。他们说:“这个意大利航海家已经登上了新世界。”这真是一项伟大的发现。1905年,爱因斯坦做出了少量物质可以产生巨大能量的预言,现在费米和他周围的科学家们,找到了打开物质的心脏——原子核的办法。如果说一颗原子有房间那么大,那么,原子核不过像其中的一粒沙子一样大。但是,这一小点物质依靠一种巨大的力量才结合在一起,这种力量是如此巨大,所以,原子核一旦被激发产生裂变,蕴蓄其中的能量就会爆发出来。
物理学家们发现铀的原子核分裂时产生新的中子,他们马上想到了用这些新的中子去轰击其他的原子核,而产生出链式反应。1945年,人类历史上第一个原子装置在美国新墨西哥州的沙漠中试验成功。与这个故事相关的两个名字是广岛与长崎:好战的日本被降下了天罚一般的夺目闪光。
原子弹是不加控制的核反应。
可控制的核反应提供的则是源源不绝的电力。
和战争时期产生的许多创造发明一样,核反应的巨大能量在炸弹爆炸中才可能得到完全的利用,冲击波、放射性和热。而在核能不被当成威力无比的炸弹时,人类却能利用其核裂变时的副产品。在可控的核反应堆中,人类唯一目的就是索取热,因为它可以将水变为蒸汽,驱动涡轮机产生源源不绝的动力。
最初的核反应堆果然被美国人安装到了第一艘核动力潜艇舡鱼号上。美国总统杜鲁门当时就预言:这将是供给工厂、农村及家庭用电的核发电厂的先驱。这个核反应堆仅有商业上所用的核发电厂中的反应堆的百分之一,但却使船只不再需要中途靠岸添加燃料,因而舡鱼号完成了人类首次在北冰洋冰下的巡航。舡鱼号的首次航行就远胜过凡尔纳笔下的同名潜艇,一口气航行了10万千米。舡鱼号上的反应堆一直稳定地工作,直到1979年退役。
1957年,世界上第一座核电厂在美国宾夕法尼亚的希平波特建成。这种反应堆的工作原理是,堆芯中不稳定的铀,在中子的轰击下开始分裂,产生新的中子和热量。这些新的中子又轰击和分裂处于链式反应中的其他铀原子。对核反应的控制是通过控制棒在堆芯中进出伸缩来实现的。控制棒用硼、镉和铪等材料制成。这些材料能吸收中子,使轰击铀原子的中子数量得到调节,从而使核裂变受到控制。
核反应堆的稳定与高效,促使了核电技术的飞速发展。到19世纪80年代中期,核电厂所提供的电力已经占了全世界发电量的五分之一。与此同时,人类鉴于核能的巨大破坏性,为核能的安全利用提供了有力的技术保障。
但任何事情都有例外,苏联切尔诺贝利核电站的核泄漏事故举世震惊,并在某种程度上触发了科幻作家的灵感。
在1998年风靡全球的大片《哥斯拉》中,怪兽哥斯拉登陆美洲时,曾使所有人束手无策。还是在切尔诺贝利研究核泄漏后的蚯蚓异变现象的科学家,将其与太平洋上的核试验和岛上的蜥蜴联系在一起时,人们才知道哥斯拉原来是核试验引起基因突变的蜥蜴。
核反应堆在越来越大型化的同时,也在往小型化方向发展。这种小型化的核发电装置,在地球和遥远的外太空有着非常广阔的应用前景。比如,放射性同位素衰变产生的热能,可供火星和月球上测量气象和导航的仪器用为动力。1969年,宇航员奥尔德林安放在月球上的月震仪就是利用了一个太阳能发电机和一个钚加热器。1977年,发射到外太空的宇宙探测器探险者号,考虑到其将进入阳光微弱的空间,太阳能发电装置将失去作用,三台各重38公斤的核发电机被安置在了探险者号上。到时候,飞船上所有的动力都是钚238衰变产生热能转换而成,这动力足以支持该探测器在黑暗空间里飞行十年时间。
核能的利用,为人类的能源利用开辟了一个广阔的前景,但是,世界上的能源消耗正以惊人的速度在增加。全世界都在渴望新的能源,许许多多的科学家都在致力于寻找新的能源。
我们