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第24章

照明光源是用于建筑物内外照明的人工光源。近代照明光源主要采用电光源(即将电能转换为光能的光源),一般分为热辐射光源、气体放电光源和半导体光源3大类。

中子

中子是组成原子核的核子之一。中子是1932年B.查德威克用a粒子轰击的实验中发现,并根据E·卢瑟福的建议命名的。中子电中性,其质量为1.6749286×10-27千克(939.56563兆电子伏特),比质子的质量稍大。中子是组成原子核构成化学元素不可缺少的成分,虽然原子的化学性质是由核内的质子数目确定的,但是如果没有中子,由于带正电荷质子间的排斥力,就不可能构成除氢之外的其他元素。在轻核中含有几乎相等数目的中子和质子;在重核中,中子数则大于质子数对于一定质子数的核,中子数可以在一定范围内取几种不同的值,形成一个元素的不同同位素。

中碳钢

中碳钢是碳量为0.25%~0.60%的碳素钢。有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰(0.70%~1.20%)。按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。热加工及切削性能良好,焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高,而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理,直接使用热轧材、冷拉材,亦可经热处理后使用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。所以在中等强度水平的各种用途中,中碳钢得到最广泛的应用,除作为建筑材料外,还大量用于制造各种机械零件。

再生型燃料电池(RFC)

再生型燃料电池的概念相对较新,但全球有许多研究小组正在从事这方面的工作。这一技术与普通燃料电池的相同之处在于它也用氢和氧来生成电、热和水。其不同的地方是它还进行逆反映,也就是电解。燃料电池中生成的水再送回到以太阳能为动力的电解池中,在那儿分解成氢和氧组分,然后这种组分再送回到燃料电池。这种方法就构成了一个封闭的系统,不需要外部生成氢。

目前,商业化开发业已走了一段路程,但仍有许多问题尚待解决,例如成本,进一步改进太阳能利用的稳定性等问题。

增殖反应堆

铀235是实用的核燃料。这就是说,慢中子会使铀235原子发生裂变(一分为二),并且产生更多的慢中子,而这些慢中子又会进一步引起其他铀原子裂变,使裂变过程持续下去。由于同样的原因,铀233和钚239也是实用的核燃料。

天然存在的铀233和钚239的数量真是微乎其微,而铀235的数量虽然比较可观,但也相当稀少。在任何一块天然铀的标本中,每一千个铀原子当中只有7个是铀235,其余的都是铀238。

铀238是最常见的一种铀,但它却不是实用的核燃料。铀238也能在中子作用下发生裂变,但只有快中子才能做到这一点。那些分裂成两半的铀238会产生一些慢中子,而慢中子不足以引起进一步的裂变。铀238可以比做潮湿的木头:你可以把它烧着,但它最后还是要熄灭的。

但是,假定把铀235同铀238分离开来(这是一个相当艰巨的任务),并且用铀235来建造一个原子核反应堆,这时,构成反应堆燃料的那些铀235原子就会发生裂变,并向四面八方发射出无数慢中子。如果这个反应堆包着一个用普通铀(其中绝大部分是铀238)制成的外壳,那么,射入这个外壳的中子就会被铀238所吸收。这些中子不可能迫使铀238发生裂变,但却会使铀238发生另外的变化,最后就会产生钚239。如果把这些钚239从铀里面分离出来(这是个相当容易完成的任务),它们就可以用做实用的核燃料了。

能够用这种方式产生新燃料去代替用掉的燃料的反应堆就是增值反应堆。

最早的地热发电

1904年,意大利托斯卡纳的拉德瑞罗第一次用地热驱动551.62瓦的小发电机投入运转,并供5个100瓦的电灯照明。随后建造了第一座500千瓦的小型地热电站。后来逐年扩大,到1973年运转的地热电站共17座,总容量为39万千瓦,正在设计和建造的地热电站容量达25000千瓦。由地热资源转换成电能,这是意大利人为人类找到的一条新能源的途径,促进了人类去开发和利用地热资源。

最大的地热发电站

1935年,美国开始建立地热发电站。经过几十年的努力,美国在地热发电领域取得了极大进展。美国的盖色尔斯地热电站是目前世界上最大的一座地热电站,装有10台机组,总容量达396000千瓦。各机组(除5、6号机组外)均采用自动控制,无人值班。1974年第11号机组投产,容量为10000千瓦。1976年投产135000千瓦的第13号机组。盖色尔斯电站的总容量已超过100万千瓦。据估计,美国到2000年,地热电站总容量可能达到39500千瓦。

贮存太阳热能

太阳能的采集受天气影响,而太阳能的贮存更是不易。如何贮存太阳能,各国科学家想了许多办法。1981年,芬兰在凯拉瓦地区建造了一座太阳能村,采用地下岩石洞贮热技术,把收集到的太阳热能储蓄起来,以备使用。

太阳能村的建筑面积约67825平方米,有44幢小楼房组成。它的供热系统的组成部分有2个:一个是太阳热能收集器。表层是玻璃,里层是黑色薄铝片吸热层,总平面11000平方米。另一个是冷水池和热水库。冷水池容1500立方米,热水库容11000立方米。当收集器吸收了太阳热后,传导到冷水池的水中,把水加热,再流进热水库贮存起来。需用时,打开热水泵就可以了。热水库是由开凿的地下岩石洞而成的,能长期保温。据测定,这座太阳能村全年供热中,有75%是从太阳热能获得的,只有25%才是用电加热的。

日本科学家创造出一种能够像罐头一样将太阳能储存备用的方法。他们采用的储能物质是由烃类及甲基和氰化物组成的。这种物质能把太阳能储存数年而不会消失,每千克可储存418.68焦的热量,足以把1000克水烧热到100℃。这种物质吸收热量后,会改变结构,成为透明状。使用时只需要加入一种含有银盐的催化剂就可释放出热量,装置能反复使用。这样,就找到了一种把夏天的炽热移入酷寒的冬天使用的办法。

重水反应堆

用重水即氧化氘(D2O)作为慢化剂的核反应堆被称为重水反应堆,或简称为重水堆。现在的反应堆几乎都利用热中子,因此慢化剂是反应堆不可缺少的组成部分。慢化剂与中子碰撞使中子亦即减少中子的数量的话,便失去了意义。所以,重水是非常优异的慢化剂,它与石墨并列是最常用的慢化剂。

问答题

1、煤当量是按标准煤的值计算各种能量的换算指标,中国又称标准煤。为了便于能源之间的相互对比和在总量上进行研究,我国把每千克含热多少大卡的定为标准煤:()

A4000B5000C6000D7000

2、位于沙特阿拉伯东部,首都利雅得以东约500千米处,探明储量达107.4亿吨,年产量高达2.8亿吨的世界第一大油田的名称是:()

A大布尔干油田B加瓦尔油田

C基尔库克油田D扎库姆油田

3、世界上第一个实现太阳能发电的太阳能电站是:()

A法国奥德约太阳能发电站

B美国塔式太阳热中间试验电站

C德国埃斯彭海因太阳能发电站

D日本大阪太阳能发电站

4、位于中国西北部重要的侏罗纪煤田是:()

A鸡西煤田B山西煤田

C鹤岗煤田D乌鲁木齐煤田

5、油页岩的组成主要包括:()

A碳氢物质、水、硫的化合物B油母、碳氢物质、矿物质

C水、矿物质、氢物质D油母、水分、矿物质

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