有關地熱能源以及核能能源的書?? - 汽車

By Tristan Cohan
at 2008-06-14T00:00

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化學課要做報告需要用到,希望可以提供一些有關"地熱"和"核能"的相關書籍或者網站,謝謝。

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By Connor
at 2008-06-17T13:10

地熱是存在於地球內部的熱能，使得地溫隨深度而增加，而熱能也會經由地球內部傳送至地表消散。地溫梯度大約是每下探一公里，溫度上升攝氏30度。地球內部所蘊含的熱能巨大無比，然而以目前的技術，我們尚不能任意開採，只能開發地殼淺部地溫梯度異常高的地點的地熱資源。
當雨水降至地面，並滲入為地下水，再經斷層或裂隙深入地下，經地熱加熱後，大部分熱水儲存在滲透性良好的儲集層，如砂岩或裂隙岩層。小部分熱水再循環上升，湧出地表，形成溫泉或噴汽孔。熱水在儲集層時因受到蓋層的阻擋，會滯留在儲集層內，並在此發生對流作用。蓋層為一緻密不透氣的岩層，通常是沈積岩及火成岩，因為不發生對流作用，故其中溫度梯度很大。我們可想像此地熱儲集構造是熱源在下、儲集層居中、蓋層在上、地下水由側面補給，恰似一個天然燒開水的茶壺。若鑽井鑽到儲集層，會有大量的熱水及蒸氣噴出。工程人員根據流體的溫度及壓力將其做不同用途，溫度高的用於發電，低的則直接用於暖房及工業用途等。
◎台灣的地熱資源
台灣位在太平洋地震帶上，受到菲律賓海板塊與歐亞板塊的相互碰撞擠壓，形成琉球海溝，並造就了澎湖群島、綠島、龜山島、大屯火山群及東部海岸等，其中，宜蘭縣的溫泉分布，可說是慣於全台，這些溫泉就是地熱資源最主要的指標。
◎世界的地熱資源
地球可看成是由三個同心圓所構成，亦即地殼、地函及地核。地球內部的溫度，一般推測地心內核（地表五千公里以下）可能高達攝氏6,000 ，外核（地表以下二千九百至五千公里）大約是攝氏3,000∼5,000 度，地函（地表以下三十至二千九百公里）則大約是攝氏500∼3,000 度。最外層的地殼好像蘋果的皮，其厚度在海洋地帶平均是7公里，在內陸則約20∼65公里。地殼的地溫梯度平均是每公里攝氏30 度左右。
地球內部的熱能是基本熱源，然而欲形成具有開發價值的地熱田，須有較高溫的熱源集中於地殼淺部，以提供充分的熱能。造成熱源局部集中或異常地溫梯度的原因，實際上與地殼板塊運動有密切的關係。目前已知地殼至少可分為15個板塊在運動，板塊交界面有四種不同的運動形態，即擴張、隱沒、互撞與平移。板塊運動的結果使其邊緣地帶溫度局部增高，熱能集中，形成顯著的異常地溫梯度，進而產生火山活動及火成岩的侵入，並使地震頻繁。世界上主要的地熱區大部分分布在板塊邊緣的火山活動帶中。

核能發電與火力發電非常相似，只是燃料不同
核能發電的原理和水力、火力發電廠有同樣的共通點，就是設法使渦輪機（turbine）轉動，以帶動發電機切割磁場，將機械能轉變為產生電能。其中主要的不同點在於推動渦輪機所用的動力來源。水力電廠以大量的急速流動水（例如由水壩或瀑布引出）直接推動渦輪機，而核能電廠與火力電廠則利用大量高溫、高壓之水蒸氣推動渦輪機，其中核能電廠是靠核分裂所釋放出的能量、火力電廠則是靠燃燒煤炭、石油或天然氣等化石燃料以產生蒸汽。
核能發電利用鈾燃料進行核分裂連鎖反應所產生的熱，將水加熱成高溫高壓，核反應所放出的熱量較燃燒化石燃料所放出的能量要高很多（相差約百萬倍），比較起來所以需要的燃料體積比火力電廠少相當多。核能發電所使用的的鈾235純度只約佔3%－4%，其餘皆為無法產生核分裂的鈾238。
舉例而言，核四廠每年要用掉80噸的核燃料，只要2支標準貨櫃就可以運載。如果換成燃煤，需要515萬噸，每天要用20噸的大卡車運705車才夠。如果使用天然氣，需要143萬噸，相當於每天燒掉20萬桶家用瓦斯。換算起來，剛好接近全台灣692萬戶的瓦斯用量。
二、核能發電與原子彈完全不同
核能發電與核子武器完全不同，主要差別在於：
1. 核能發電藉著控制棒來控制能量釋放的速率，使能量慢慢釋放出來；而原子彈要的就是不受任何控制的瞬間爆炸。打個比方，核能電廠就像比VOLOV更重視安全、有7重煞車[1]的高級房車能跟一輛沒有煞車橫衝直撞的貨櫃車相提並論嗎？
2. 核能發電用的是3-5%濃度的核燃料，與原子彈使用濃度90%的鈾235，後果當然不同！比方來說，淺酌一杯冰啤酒能消暑解渴，如果喝一杯濃度90%的藥用酒精，恐怕就得送醫急救了。
圖片參考：http://www.newnuclearhome.com/picts/1-2-a.gif
火力發電簡圖（燃燒化石燃料產生水蒸氣帶動渦輪機發電）
圖片參考：http://www.newnuclearhome.com/picts/1-2-b.gif
核能發電簡圖（與火力發電一樣，只是產生水蒸氣的方法不同）
地熱部分請參考下方資料來源

2008-06-15 14:41:37 補充：
核能發電
原子核反應有兩種方式：核融合、核分裂。核分裂為重原子核被中子撞擊，分裂為兩種以上之新輕原子核和中子，以及大量的能量。核融合為兩個輕原子核，在帶有極大的能量下，互相撞擊，結合成一個較重的原子核，並放出大量的能量，太陽內部即不斷的進行核融合反應中。
2008-06-15 14:42:09 補充：
目前世界上運轉的核能發電廠皆使用核分裂之能源。核能發電之主要原料為鈾，天然鈾U-238內含約0.7%U-235，3%，即可提供核能發電用，原子彈則為95%濃縮物。(E=mC2)為核能之公式，一克即可產生1014焦耳能量，因此非常驚人。煤約可再用500年左右，石油期限只剩下50年，鈾礦約可使用五十年，但新技術（快滋反應爐）可將核廢料再生（將核廢料之U-238轉為Pu-239），延長核能之使用壽命數十倍。核能發電之最大好處，原料體積甚小，戰爭時貯存容易。
2008-06-15 14:42:26 補充：
核能醫療
居里夫人發現鐳之放射性，可以殺死癌細胞，但在其同時亦會殺死正常細胞，所以會有頭髮掉落、噁心想吐之現象。可利用少量放射性元素進行身體檢查及追蹤用途

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