人类的发展进步应该体现在哪个方面?

人类的发展进步应该体现在哪个方面?,第1张

人类的发展进步,体现在认知革命,今后发展应该建立在融合统一这方面,才能保证人类可持续发展。 我们都有只知道,人类在7万年前,还在非洲的角落自顾自地生活,充其量也就是一种智慧动物,但就是在接下来的几千年里,人类就成了整个地球的主人。人类的发展与进步由采摘狩猎转化到农业革命,增加了粮食产量减少了饥荒、接下来建立了城市、创建了帝国,又创造了贸易,两千多年前的中国与欧洲就建立了丝绸之路贸易网络,通过贸易交流大大提高了人们的福祉,这些成果都是源自人类对自然的认知革命取得的。 在过去的几十年里,就人类而言生存条件确实有了进步,饥荒和战争相对减少了,在取得这些成就同时,我们人类也给整个生态系统掀起来一场灾难,天气变暖、水灾、火灾、瘟疫正在席卷整个地球,困扰着我们,人类为了以后生存更应该在自然界各方面、各个层次及其之间,出现的过渡环节提高认识,发展更应该促进整个自然科学发展,形成持续发展、多层次的、做到综合统一整体发展,这才是人类生存的唯一之路。 @破天晓 文化,经济, 科技 ,思想道德,政治形式,理论知识。 科学技术是一种推动 历史 发展的决定性力量。 科技 的 历史 是人类对自然、对世界的认知史,也是人类智慧的发展史。 20世纪是科学技术成就辉煌的世纪,也是人类理性日益成熟的世纪。人类对自然的观察的视野在微观和宏观两方面都扩大了10万倍以上:对物质结构的认识已经从大于10-10米的分子、原子集团深入到小于10-18米的基本粒子内部,而对宇宙的观察眼界则已经从直径10万光年扩展到150亿光年的大宇宙范围。一方面,由于各门科学的深入发展,我们周围的自然界从分子、原子、基本粒子,到细胞、细胞核、染色体、DNA分子、基因片段,到宇宙、天体、地球表面和地壳内部,所有各个层次都得到了较为深入研究;另一方面,由于交叉学科和边缘学科的大量兴起,各门学科之间的空隙逐渐得到填补,其中特别是分子生物学的出现,使物理科学和生命科学之间的鸿沟开始消失。由此,自然界各方面各个层次及其之间的过渡环节也开始逐一为人们所认识,整个自然科学正在形成不断发展的、多层次的、综合的统一整体。伴随着科学技术突飞猛进的发展,使人类对科学技术活动认识的哲学眼光、 历史 视野和战略高度不断扩展和提升。科学哲学、科学史和科学 社会 学的发展,以及对于生态环境危机的警觉和可持续发展观念的形成,对于 科技 对人类 社会 自身发展可能带来的危机的担忧,标志着人类对科学技术反省和思考的广度和深度不断加大。 20世纪上半叶发生的一系列科学革命,不仅深刻地改变了人类对世界自然图景的认识,而且带动了经济 社会 的飞速发展。相对论、量子论和信息论的创立,DNA双螺旋结构分子模型、夸克模型的发现,系统论与控制论的建立,以及地球板块模型、宇宙爆炸假说的提出,标志着人类对于物质、能量、时空、信息、生命、地球和宇宙认识的新的革命。量子化学、固体能带论、质能转换原理、生物遗传中心法则、受激辐射理论、反馈控制等为技术发展提供了划时代的关键科学原理,开创了信息技术、新材料与制造技术、生物技术、新能源技术、海洋技术和空间技术等等一系列高新技术领域。源于核物理学研究的核技术的发展,导致了原子d、氢d、核电站以及可控核聚变实验的实现;源于半导体物理学、电子物理学研究的微电子技术的发展,导致了电子计算机的硬件系统从电子管到晶体管再到集成电路和大规模集成电路、超大规模集成电路的迅猛发展,其软件系统的发展则是以数学和逻辑学为基础的;源于量子理论的光发射和吸收理论与固体物理学结合导致了激光 遇到问题,解决问题。这就人类的进步的方式。你要说是体现就是解决问题了。 人类的进步发展应该表现在我们的 科技 和大脑

当高科技深入我们的生活,所有的一切都依赖电力能源。电的应用极其广泛,电能被广泛应用在动力、照明、冶金、化学、纺织、通信、广播等各个领域,是科学技术发展、国民经济飞跃的主要动力。当电还没进入我们的生活时,靠一些煤油灯,蜡烛等方式照明。生产还是低效率的人工,正是电的使用,进入我们生活,给我们的生活带来了便捷,丰富了我们的生活,带给了人文进步,加快了社会的发展。

目前世界上电能转换大致就两种,磁生电和太阳能发电。什么是磁生电呢?一根闭合的导体,在磁场内切割磁力线就会产生电流。这个是英国的科学家法拉第发现的。下图的D处加一个叶轮,叶轮不停转动,导体在磁场内不断切割磁力线,产生感应电流。

那什么是太阳能发电呢?有个重要的东西叫做太阳能电池组件,这东西是用硅做成的半导体,阳光照射在上面,吸收后电池两端产生异号的电荷。平均一块太阳能电池组件能产生0.5伏的直流电,十块太阳能电池组件能产生4V左右 的直流电,由于这种方式产生的电是直流电,要经过逆变器转换为交流电,才可以投入使用。

光伏发电安全,可靠性高,寿命高(晶体硅电池寿命可长达20-35年),能源取之不尽用之不竭。家庭光伏发电不仅自己可以用,用不完的电可以卖给电网。但是建设受环境限制,铺设面积大,转换率不高。国家大力扶持建设家庭光伏发电。

利用水的势能发电

常规水电站将水拦截至水库或者拦截河流形成大坝,集中水流的落差(动能和重力势能)形成水头经过汇集后,调节水流的流量,并将它冲击水轮机,带动发电机,将集中的水能转换为电能,再经变压器、开关站和输电线路等将电能输入电网。水电站的建成,对库区附近的生态产生了影响,库区周围的围堤侵蚀,造成水土流失,水坝的建成在洪期,下游人民不需要围堤坝了,利弊皆有!

抽水储能水电站

顾名思义,就是将水从低处的水库抽到高处,再次发电。为什么要这样做呢?到了晚上用电量减少,不少电站的发电量充裕,这时候利用多余的电,将低处的水库的水抽到上游的水库,将水以势能的方式储蓄。到了白天,继续发电循环利用,将水从势能转化为电能。抽水储能水电站的出现解决了用电峰谷不平衡的问题,从而发挥了“调峰填谷”的作用。是各国大力发展的对象。

潮汐发电

因为月球、太阳的引潮力以及地球自转效应,产生了叫做“潮汐”的东西。在海湾或者感潮河口建筑堤坝,闸口,水库把海水围起来。在涨潮时,把海水以势能方式储蓄,等到退潮时把海水以势能的方式放出,冲击水轮机,带动发电机从而产生电。

潮汐水电站和常规水电站的原理相同,都需要一定的落差。有的潮汐水电站是单裤单向发电,就是在涨潮时或者退潮时发电。还有就是单库双向发电,在涨潮和退潮都可以发电。水库外和水库里的水位差相同时便不行了。潮汐发电是一种清洁,不影响生态平衡的可再生的能源。得到政府部门的大力支持。

利用水的内能发电

水加热时,水吸收热量,使温度升高,则内能增加,水分子的热运动变激烈 ,水在变成水蒸气时水的内能最大,从而推动汽轮机发电。

火电站/地热发电

火力发电其实就是烧锅炉,家里烧开水的时候都会有水蒸气,水蒸气带动汽轮机所连接的发电机进行发电。而火电站用的燃料是煤,天然气之类的,还有就是用工业废料做燃料,废物利用。

地热,其热量来是地球内部的铀,钾,钍等放射物质衰变 所产生的热能。主要表现在温泉,沸泉,热水河等。利用这些进行发电,地热资源取之不尽用之不竭,是清洁,可再生能源,在我国的西藏地热资源占据全国的80% 。著名的羊八井地热田是我国正在开发的最大湿蒸汽田。火电站的建设不需要对环境需要很大的要求,在一些偏远的地区建设对当地的供电提供了大力的帮助。

核电站

核电站的原料是铀,铀在一个大的“锅炉”也就是反应堆中发生裂变,产生了大量的热量。泵机把冷却液输到这个大“锅炉”中,冷却液加热后被输送到蒸汽发生器中,蒸汽发生器就是把热水产生蒸汽。然后冷却液继续通过泵机输送到锅炉中。这个叫做一回路。有一回路就有二回路啦,一回路中的蒸汽发生器,产生蒸汽之后推动汽轮机,汽轮机带动发电机发电。

这就是二回路。那么还有没有三回路呢?肯定有了,二回路中的蒸汽通过汽轮机后就被送到冷凝器冷却,这时候用海水冷却,之后冷凝成了水,然后被送到一回路中的蒸汽发生器中继续发生蒸汽。同时也带中了电站废弃的热量。核发电站的发电量难调,那么多余的电量哪里去了呢?这些多余的电量就被送到抽水畜能水电站去了。所以抽水储能水电站是核电站的“双胞胎”兄弟。核电站对环境的污染小,如果发生核泄漏,对周围的地区造成毁灭性的伤害。

风能发电

风力发电主要由三个部分组成风叶,机箱,金属架。风带动风叶的旋转,再通过加速增加转速,提高发电效率。风力发电是一种最具规模开发潜力的清洁可再生能源利用方式。风遇到障碍物时会消耗其能量,风力发电机的建设都选在平坦的平原或者海上,在一些欧洲国家,海上风力发电机极其的流行,著名的“伦敦阵列”就是一个海上风力发电的项目。

电在我们的现代生活中是不可或缺的能量,一个城市停电了,造成的经济损失是不可估量的,我们现在用的电主要还是靠火力发电,火力发电主要是煤炭发电,煤炭的燃烧给空气带来了污染,影响了当地居民的身体健康,煤炭的燃烧增快了温室效应的发展,对周围的生态发展造成不可挽回的损失。一些清洁能源发电效率并不高,所以节约用电,节约用水从我做起。

原子反应堆

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核反应堆,又称为原子反应堆或反应堆,是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。

[编辑]核反应堆的类型

根据用途,核反应堆可以分为以下几种类型:

中子束用于实验或利用中子束的核反应,包括研究堆、材料实验等。

生产放射性同位素的核反应堆。

生产核裂变物质的核反应堆,称为生产堆。

提供取暖、海水淡化、化工等用的热量的核反应堆,比如多目的堆。

为发电而发生热量的核反应,称为发电堆。

用于推进船舶、飞机、火箭等到的核反应堆,称为推进堆。

另外,核反应堆根据燃料类型分为天然气铀堆、浓缩铀堆、钍堆;根据中子能量分为快中子堆和热中子堆;根据冷却剂(载热剂)材料分为水冷堆、气冷堆、有机液冷堆、液态金属冷堆;根据慢化剂(减速剂)分为石墨堆、重水堆、压水堆、沸水堆、有机堆、熔盐堆、铍堆;根据中子通量分为高通量堆和一般能量堆;根据热工状态分为沸腾堆、非沸腾堆、压水堆;根据运行方式分为脉冲堆和稳态堆,等等。核反应堆概念上可有900多种设计,但现实上非常有限。

[编辑]核反应堆的工作原理

核反应堆是核电站的心脏,它的工作原理是这样的:

原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀—235的原子核受到外来中子轰击时,一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核,同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀—235原子核,引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气,推动气轮机发电。由此可知,核反应堆最基本的组成是裂变原子核+热载体。但是只有这两项是不能工作的。因为,高速中子会大量飞散,这就需要使中子减速增加与原子核碰撞的机会;核反应堆要依人的意愿决定工作状态,这就要有控制设施;铀及裂变产物都有强放射性,会对人造成伤害,因此必须有可靠的防护措施。综上所述,核反应堆的合理结构应该是:核燃料+慢化剂+热载体+控制设施+防护装置。

还需要说明的是,铀矿石不能直接做核燃料。铀矿石要经过精选、碾碎、酸浸、浓缩等程序,制成有一定铀含量、一定几何形状的铀棒才能参与反应堆工作。

[编辑]核反应堆的用途

核裂变时既释放出大量能量、又释放出大量中子。核反应堆有许多用途,但归结起来,-是利用裂变核能,二是利用裂变中子。

核能主要用于发电,但它在其它方面也有广泛的应用。例如核能供热、核动力等。

核能供热是廿世纪八十年代才发展起来的一项新技术,这是一种经济、安全、清洁的热源,因而在世界上受到广泛重视。在能源结构上,用于低温(如供暖等)的热源,占总热耗量的一半左右,这部分热多由直接燃煤取得,因而给环境造成严重污染。在我国能源结构中,近70%的能量是以热能形式消耗的,而其中约60%是120℃以下的低温热能,所以发展核反应堆低温供热,对缓解供应和运输紧张、净化环境、减少污染等方面都有十分重要的意义。核供热是一种前途远大的核能利用方式。核供热不仅可用于居民冬季采暖,也可用于工业供热。特别是高温气冷堆可以提供高温热源,能用于煤的气化、炼铁等耗热巨大的行业。核能既然可以用来供热、也一定可以用来制冷。清华大学在五兆瓦的低温供热堆上已经进行过成功的试验。核供热的另一个潜在的大用途是海水淡化。在各种海水淡化方案中,采用核供热是经济性最好的一种。在中东、北非地区,由于缺乏淡水,海水淡化的需求是很大的。

核能又是一种具有独特优越性的动力。因为它不需要空气助燃,可作为地下、水中和太空缺乏空气环境下的特殊动力;又由于它少耗料、高能量,是一种一次装料后可以长时间供能的特殊动力。例如,它可作为火箭、宇宙飞船、人造卫星、潜艇、航空母舰等的特殊动力。将来核动力可能会用于星际航行。现在人类进行的太空探索,还局限于太阳系,故飞行器所需能量不大,用太阳能电池就可以了。如要到太阳系外其他星系探索,核动力恐怕是唯一的选择。美、俄等国-直在从事核动力卫星的研究开发,旨在把发电能力达上百千瓦的发电设备装在卫星上。由于有了大功率电源,卫星在通讯、军事等方面的威力将大大增强。1997年10月15日美国宇航局发射的“卡西尼”号核动力空间探测飞船,它要飞往土星,历时7年,行程长达35亿公里漫长的旅途。

核动力推进,目前主要用于核潜艇、核航空母舰和核破冰船。由于核能的能量密度大、只需要少量核燃料就能运行很长时间,这在军事上有很大优越性。尤其是核裂变能的产生不需要氧气,故核潜艇可在水下长时间航行。正因为核动力推进有如此大的优越性,故几十年来全世界己制造的用于舰船推进的核反应堆数目已达数百座、超过了核电站中的反应堆数目(当然其功率远小于核电站反应堆)。现在核航空母舰、核驱逐舰、核巡洋舰与核潜艇一起,已形成了一支强大的海上核力量。

核反应堆的第二大用途就是利用链式裂变反应中放出的大量中子。这方面的用途是非常多的,我们这里仅举少量几个例子。我们知道,许多稳定的元素的原子核如果再吸收一个中子就会变成一种放射性同位素。因此反应堆可用来大量生产各种放射性同位素。放射性同位素在工业、农业、医学上的广泛用途现在几乎是尽人皆知的了。还有,现在工业、医学和科研中经常需用一种带有极微小孔洞的薄膜,用来过滤、去除溶液中的极细小的杂质或细菌之类。在反应堆中用中子轰击薄膜材料可以生成极微小的孔洞,达到上述技术要求。利用反应堆中的中子还可以生产优质半导体材料。我们知道在单晶硅中必须掺入少量其他材料,才能变成半导体,例如掺入磷元素。一般是采用扩散方法,在炉子里让磷蒸汽通过硅片表面渗进去。但这样做效果不是太理想,硅中磷的浓度不均匀,表面浓度高里面浓变低。现在可采用中子掺杂技术。把单晶硅放在反应堆里受中子辐照,硅俘获一个中子后,经衰变后就变成了磷。由于中子不带电、很容易进入硅片的内部,故这种办法生产的硅半导体性质优良。利用反应堆产生的中子可以治疗癌症。因为许多癌组织对于硼元素有较多的吸收,而且硼又有很强的吸收中子能力。硼被癌组织吸收后,经中子照射,硼会变成锂并放出α射线。α射线可以有效杀死癌细胞,治疗效果要比从外部用γ射线照射好得多。反应堆里的中子还可用于中子照相或者说中子成像。中子易于被轻物质散射,故中子照相用于检查轻物质(例如炸药、毒品等)特别有效,如果用χ光或超声成像则检查不出来。

总之,由于反应堆是一个巨大的中子源,因此是进行基础科学和应用科学研究的一种有效工具。目前其应用领域日益扩大,而且其应用潜力也很大,有待人们的进一步开发。

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一提起核反应堆,人们也许会联想到原子d和切乐诺贝利核电站事故。其实与其他事物一样,人决定性因素,人们既可以把核反应堆完全用于和平事业,又可以完全避免切尔诺贝利电站事故。

核反应堆,又称为原子反应堆或反应堆,是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。

根据用途,核反应堆可以分为以下几种类型①将中子束用于实验或利用中子束的核反应,包括研究堆、材料实验等。②生产放射性同位素的核反应堆。③生产核裂变物质的核反应堆,称为生产堆。④提供取暖、海水淡化、化工等用的热量的核反应堆,比如多目的堆。⑤为发电而发生热量的核反应,称为发电堆。⑥用于推进船舶、飞机、火箭等到的核反应堆,称为推进堆。

另外,核反应堆根据燃料类型分为天然气铀堆、浓缩铀堆、钍堆;根据中子能量分为快中子堆和热中子堆;根据冷却剂(载热剂)材料分为水冷堆、气冷堆、有机液冷堆、液态金属冷堆;根据慢化剂(减速剂)分为石墨堆、重水堆、压水堆、沸水堆、有机堆、熔盐堆、铍堆;根据中子通量分为高通量堆和一般能量堆;根据热工状态分为沸腾堆、非沸腾堆、压水堆;根据运行方式分为脉冲堆和稳态堆,等等。核反应堆概念上可有900多种设计,但现实上非常有限。

世界上水最宝贵的。人离不开水,核反应堆也是如此。水是使核反应堆中产生的中子减速的最好材料之一。

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。

用轻水作为慢化剂和冷却剂的核反应堆被称为轻水反应堆,包括沸腾水堆和加压水堆轻水也就是一般的水,广泛地被用于反应堆的慢化剂和冷却剂。与重水相比,轻水有廉价的长处,此外其减速效率也很高沸腾水堆的特点是将水蒸汽不经过热交换器直接送到气轮机,从而防止了热效率的低下,加压水堆则用高压抑制沸腾,对轻水一般加100至160个大气压,从而热交换器把一次冷却系(取出堆芯产生的热)和二次冷却系(发生送往蜗轮机的蒸汽)完全隔离开来。


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