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“嫦娥一号”的发射成功,引起人们对月球的科学兴趣.随着对月球了解的深入,一些科学家预言:月球必将成为人类未来的能源基地.按照科学家的设想,一种方案是利用月球阳光充足、地域广阔的特点,在月球上建设大型的太阳能发电厂,克服了在地球上受天气影响、提供的功率小等缺点.另一种方案是利用月球上丰富的核燃料物质,在月球上建设大型的核电站,克服了在地球原料不足、容易造成核污染等缺点.在月球上产生的电能经微波转换器将电流转换成微波,并通过天线将电能以微波的形式向地面发送,地面接收站通过天线把微波能还原成电能,如图所示,这样就解决了电能的输送问题.
(1)目前我国常用的能源有煤炭、石油、天然气、风能、水能、核燃料、太阳能等,其中属于可再生能源的是________;与不可再生能源相比,可再生能源的主要优点是(只要求写1条):________.
(2)如图所示是表示光电池工作原理的示意图:当太阳光照射到组成光电池的叠在一起的两片不同的半导体的表面时,将会产生光电效应,从而使电路中产生电流,从能量转化的角度看,光电池是将________能转化为________能的装置.若在月球上一块接收面积为2m2的太阳能电池板,其光电转化率为17%,如果太阳光照射到该电池板时每平方米面积上的辐射功率为1.5×104W,则它的发电功率是多少?
(3)获取核能有两条途径--重核的裂变和轻核的聚变.如图所示,图甲属于核________变;图乙属于核________变.
(4)请举出生活中能说明微波具有能量的一个实例:________;若从月球发出的一微波信号经1.28 s到达地球,则月球与地球间的距离约等于________m.
(5)利用微波传输电能,输电效率可达80%.若微波输电采用的频率是2450 MHz,月球电站的发电能力为6×109kW,求:微波的波长及地面接收站接收到的电能是多少kW?
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“嫦娥一号”的发射成功,引起人们对月球的科学兴趣.随着对月球了解的深入,一些科学家预言:月球必将成为人类未来的能源基地.按照科学家的设想,一种方案是利用月球阳光充足、地域广阔的特点,在月球上建设大型的太阳能发电厂,克服了在地球上受天气影响、提供的功率小等缺点.另一种方案是利用月球上丰富的核燃料物质,在月球上建设大型的核电站,克服了在地球原料不足、容易造成核污染等缺点.在月球上产生的电能经微波转换器将电流转换成微波,并通过天线将电能以微波的形式向地面发送,地面接收站通过天线把微波能还原成电能,如图所示,这样就解决了电能的输送问题.
(1)目前我国常用的能源有煤炭、石油、天然气、风能、水能、核燃料、太阳能等,其中属于可再生能源的是______;与不可再生能源相比,可再生能源的主要优点是(只要求写1条):______.
(2)如图所示是表示光电池工作原理的示意图:当太阳光照射到组成光电池的叠在一起的两片不同的半导体的表面时,将会产生光电效应,从而使电路中产生电流,从能量转化的角度看,光电池是将______能转化为______能的装置.若在月球上一块接收面积为2m2的太阳能电池板,其光电转化率为17%,如果太阳光照射到该电池板时每平方米面积上的辐射功率为1.5×104W,则它的发电功率是多少?
(3)获取核能有两条途径--重核的裂变和轻核的聚变.如图所示,图甲属于核______变;图乙属于核______变.
(4)请举出生活中能说明微波具有能量的一个实例:______;若从月球发出的一微波信号经1.28 s到达地球,则月球与地球间的距离约等于______m.
(5)利用微波传输电能,输电效率可达80%.若微波输电采用的频率是2450 MHz,月球电站的发电能力为6×109kW,求:微波的波长及地面接收站接收到的电能是多少kW?
(1)强烈地震全面瘫痪了日本震区的地面交通,利用卫星遥感技术可及时了解震区的受灾情况.如图1所示拍摄到的照片通过
(2)海啸时产生的“水墙”速度很大,具有很大的
(3)核电站是利用核能来发电的,目前核电站利用的核反应是
(4)为了给处于高温中的核反应堆外壳降温,消防员通过喷水的方法来有效降温,这是利用了水的
(5)福岛核事故达到了七级,使得大量的核燃料外泄,周围的人们处在核污染中.图2中是核辐射标志的是
(6)如果核电站每年需要50t的核燃料,而同等规模火电站每年需要6×106 t的煤炭.6×106 t的煤炭完全燃烧放出的热量是
(7)“能源和环境”是世界各国共同面临的问题,保护环境、节约能源要从我做起.下列说法中需要改正的是
A.尽可能用太阳能热水器代替电热水器
B.养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯
C.用洗脸水冲厕所,将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站
D.及时将生活垃圾,废电池装在一起丢入垃圾箱.
已故中科院院士、著名核物理学家王淦昌在“21世纪主要能源展望”的报告中说,目前化石燃料在能源消耗中的比重仍占绝对优势,但是,此类能源资源有限,污染环境,有温室效应,因此寻找新的、干净的、安全的理想新能源,成为当代科学技术要解决的重要课题.他说,在新能源开发中比较现实的是核能,它将逐渐发展成为新世纪的一种主要能源.他同时预测:21世纪中后期,核聚变能可能成为核能新秀.
理论和实践都证明,轻核聚变比重核裂变释放出的能量要大得多.利用核裂变,人们已经制造出了原子弹,并且通过反应堆加以人工控制,使其按照人们的需要有序地进行,成功地将核裂变释放出的巨大能量转变为电能,这就是原子能发电.利用核聚变,人们已经制造出了比原子弹威力更大的氢弹,氢弹是无控核聚变.要使核聚变释放出的巨大的能量转变为电能.即实现核聚变发电,也必须对核聚变实行人工控制,使其按照人们的需要有序地进行,这就是受控核聚变,自50年代科学家提出受控核聚变设想以来,已取得许多重要成果.
受控核聚变比受控核裂变要困难得多,复杂得多,因为它必须具备以下3个条件:
(1)足够高的点火温度,需要几千万摄氏度甚至几亿摄氏度的高温;
(2)反应装置中的气体密度要很低,相当于常温常压下气体密度的几万分之一;
(3)充分约束,能量的约束时间要超过1s.目前,激光技术的发展和进步,使高温点火问题获得解决,世界上最大的激光器输出功率已达100万亿瓦,足够点燃核聚变之用.此外,利用超高频微波加热法也可达到点火温度.
核聚变发电与核裂变发电相比,具有许多优点,一是聚变能比裂变能要大好多倍,30mg的氘通过聚变反应能释放出相当于300公升汽油的能量;二是资源蕴藏丰富,重核裂变使用的主要燃料铀,目前探明的储量仅够使用约100年,而轻核聚变用的燃料是海水中的氘,1L海水可提取30mg氘,相当于300L汽油;三是成本低,1kg浓缩铀的成本约为1.2万美元,而1kg氘仅需300美元;四是安全可靠,核聚变不产生放射性污染物,万一发生事故,反应堆会自动冷却而停止反应,不会发生爆炸事故.
1.核聚变能是否符合人类今后的理想能源的条件?为什么?
2.面对人类社会的可持续发展我们中学生如何应对?
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