专项答题 | 关于核能利用，你知道的有多少？

人类因为哪种物质的发现，从而获得了打开核能的钥匙？核聚变反应是怎么发生的？我国具有自主知识产权的第三代核电技术是什么？玉兔二号在月球背面依靠什么提供能量？……这些问题，都与核能利用及核安全有关。

核能（或称原子能）指的是通过核反应从原子核释放的能量。核能可通过三种核反应之一释放：一是核裂变，较重的原子核分裂释放能量。二是核聚变，较轻的原子核聚合在一起释放能量。三是核衰变，原子核自发衰变过程中释放能量。与其他能源相比，核能具有巨大的威力，能量密度极高，若能够科学有效地开发利用，就可以为人类提供巨大的能量。

核电站所用的核燃料中，有效成分是铀-235，如果能让1千克铀-235的原子核全部分裂成碎片（核裂变），就可以释放出相当于2700吨标准煤完全燃烧所释放的能量。历史证明，核电是高效、清洁、安全和经济的能源，具有资源消耗少、环境影响小和供应能力强等许多优点。国际原子能机构发布的《世界核电反应堆（2023年版）》报告显示，截至2022年12月31日，世界32个国家在运核电机组共计411台，装机容量达到371.0GW。国际能源署发布的报告预测，到2025年，随着法国核能发电量攀升，日本几座核电站恢复运行，印度、韩国和欧洲等市场的新反应堆也投入商业运营，预计全球核能发电量将达到历史最高水平。

对于我国来说，大力发展核能，既能有效保障能源安全，也有利于推进“双碳”目标的实现。为了提高公众对于核能的认识水平，了解核能与核安全相关知识，帮助确立绿色发展理念，2023年京津冀公民科学素质大赛推出“发展核能，推进‘双碳’目标实现”专项答题活动。

公众通过答题，将会了解到很多关于核能与核安全的科学知识，包括核聚变与核裂变的基本原理，我国先进的三代、四代核电技术，核事故的分级，核能在减少碳排放方面的作用，核能供热，我国核电站的安全屏障设计等。

本期专项答题活动旨在传播核能利用与核安全知识，同时进一步提升公众环保意识，帮助公众确立绿色发展理念，得到了中核集团中国核电工程有限公司、中国电信集团有限公司科学技术协会、中国电信博物馆、中国移动通信集团有限公司科学技术协会、中国联合网络通信集团有限公司科学技术协会、北京歌华有线电视网络股份有限公司的大力支持。

【背景知识】

核能是人类历史上的一项伟大发现，本质上是科学技术进步的重大产物，更是人类文明演变过程中的重大突破。早在19世纪末，英国物理学家汤姆逊发现了电子，人类社会开始逐渐地揭开了原子核的神秘面纱。1938年，德国科学家奥托·哈恩用一种慢中子来轰击铀核时，竟出人意料地发生了一种异乎寻常的情况，反应不仅迅速强烈、释放出很高的能量，而且铀核分裂成为一些原子序数小得多的、更轻的物质成分，这就是核裂变的发现。

1942年12月2日，美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆——芝加哥一号堆，内部成功产生了可控的铀核裂变链式反应，从此开启了人类的原子能时代。1954年，苏联建成了世界上第一座核电站——奥布灵斯克核电站，标志着核电正式进入了商用阶段。

到现在，核电与水电、煤电一起构成了世界电力的三大主要来源，在世界能源结构中具有重要地位。其中在法国，核电占该国总发电量的近70%，我国也已达5%左右。当前，在全球范围内，世界各国均面临着应对气候变化和能源安全保障等多重约束，而核能的开发和利用成为许多国家应对气候变化和加速能源转型，实现经济低碳发展的必然选择。

2023年京津冀公民科学素质大赛设置每日答题、限时挑战答题、PK答题、专项答题等不同模式，可以让公众在碎片化时间利用“小屏”提升科学素养。

同时，大赛还将从解读国家战略、前沿科技、社会热点、科学（家）精神、应急科普、科学辟谣等不同角度，与相关单位合作开展不同主题的专项答题。