纪念切尔诺贝利核事故三十周年：能源的昨天今天和明天

    此文发表于“核桃树”科学主题沙龙， 为纪念“切尔诺贝利”核事故三十周年，再次发表。

走进历史博物馆，惊叹三千多年前的出土文物，金银首饰，和现在高档 shopping mall 出售的竟然没多大差别；那些古代遗迹，科学的排水系统，至今都有城市建筑学家前来观慕；人类的科学文明，在工业大革命之前发展很缓慢，甚至可以说没什么发展。自从有了瓦特蒸汽机，人类知道利用能源，科学有了突飞猛进，这也是近二百年的事。

人类生存离不开能源。传统的发电，用的是煤，更先进一步，用的是石油，再先进一步，用的是原子能—— 即原子核分裂时爆发的能量。

用煤当然是最原始，最落后的。 煤矿工人的工作环境是最危险的，黑漆漆的煤炭污染环境，现在容易采的煤矿已经渐渐被采完，用煤来发电的工厂已逐渐走向衰落。

用石油发电是当今最普遍的，因为方便。石油从地底下抽上来，经过炼油厂加工，即可以在各行各业使用了。天热气也属于同类产品，可以用来发电和取暖，能直接从管道通到家里来。但是，这亿万年前老祖宗留下的遗产总有一天会用完的。美国和中东阿拉伯为了石油，常年打得头破血流，用石油肯定不是长久之计。埋在中东和其他地方的石油还够人类消耗百把年。人有惰性，不被逼到死亡的境地，他是不会去想办法的。先用了再说，等到石油用完了，好办法也就出来了。

除了用煤炭和石油发电，科学家还设计了原子能发电厂。原子能发电的原理是：用原子核分裂时产生的爆发力。但是原子能发电厂需要大量的水源作冷却用，所以必须建造在水的边上，也就是河边，或者海边。原子能发电厂有它优越的地方，比如，发电量大。曾经有一段时间，原子能发电被认为很有前途，发展很迅速，以至于在有些国家，比如法国，原子能发电占总发电量的比例高达百分之七十多。但是，原子能发电也有它的弊端，最主要的是它有放射性，一旦发生事故，后果非常严重。比如，前苏联和日本都发生过核电厂的大事故。就算不发生事故，核废料的处理也是一个大难题。当然，如果能用核聚变来发电，这些缺点就都没有了。但是，全世界的科学家研究了几十年，还是没有能够实现。

人是很聪明的，科学家又开始动脑筋想别的办法。比如说，利用风力发电就是一种办法，也就是我们经常能看到的风车。另外，何不直接利用太阳能呢？太阳能取之不尽，用之不竭，而且还很干净，没污染。

说起太阳能发电，大家一定看到过有些居民的住宅，屋顶上有大块玻璃，这就是太阳能发电。好处当然明显：免去了按期供油供煤气的麻烦，不需要大锅炉，这就节省了占地面积。也许刚开始有一笔安装费，但在来日后的费用会逐渐弥补。

目前在民用和工业上，用太阳能发电已经很普遍了。比如中国在太阳能发电总容量和年增加量上都位于世界前列。其他靠前的国家有德国，日本和美国等等。

吸收太阳能转变为电能的平板材料，它的名字叫“硅”。硅这玩意儿，也是我们手机里的那个芯用的材料。手机那么小一点点，硅也就那么一点点，达到要求相对容易。民用和工业上的太阳能平板，那就要用到大面积的硅，代价还是挺大的，至少在初期，需要政府补贴才能发展。科学家也在想办法，找其他的材料来做太阳能发电板，比如，用有机材料，那就取之不尽，用之不竭了。但是，目前这些材料制成的太阳能发电板转换效率太低，只有 百分之二、三，而且也不稳定，温度一高就化掉了，离实用还有很大的距离。

计算数学家在太阳能发电板的设计上也起一定的作用。主要是建立合适的数学模型，然后通过计算机算法来模拟，以提高发电板的转换效率。

如果哪天可控核聚变搞成功了，代价又不大，可能大部分能源就会来自核聚变，那该多好！核聚变没有污染，用的材料和产生的废料都是水一类的毫无害处的东东。但是，核聚变需要在高温高压下才能产生，因此很难控制。1989年，两位犹它大学的科学家声称实现了常温下的核聚变，一时吸引了很多注意力，大有要拿诺贝尔奖的势头，最后发现是个大乌龙！

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