核電  預覽列印

核能、煤和天然氣是香港三種主要用作發電的能源。與傳統的發電廠不同,核電站不是使用化石燃料,而是依靠核子反應而運作的。到底甚麼是核子反應?為何某些核子反應可以產生能量呢?

圖 1   廣東大亞灣核電站為香港提供部份的電能。照片來源﹕中華電力廣東核電站網頁 圖 2   原子的示意圖。原子的中心是一個極小的原子核,由中子和質子組成,外圍是電子雲。
 
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要明白甚麼是核子反應,讓我們先重溫原子的結構。原子的中心是極之細小的原子核,由質子和中子組成 (質子和中子統稱為核子)。質子帶正電,而中子是電中性的。電子則像一片雲一樣包圍著原子核,並受原子核的電力束縛。我們日常生活中產生能量的反應,例如燃燒煤和天然氣等,都是化學反應。化學反應只涉及原子外圍的電子重組,在反應中原子能量的改變相對很小。相反,核子反應則涉及原子核的分裂或融合。由於質子和中子被緊緊束縛於原子核中,在核子反應過程中所釋放或吸收的能量便大得多了。

在核電站 (例如廣東大亞灣核電站) 中,核能來自鈾原子核的分裂。約在一百年前,愛因斯坦發現物質和能量其實是同一樣東西,因此物質可以轉換成能量,其轉換比例可由方程 E = mc2 描述。當鈾原子核分裂成一些較細的原子核和粒子時,最終形成的原子核和粒子的總質量,比未分裂前的鈾原子核的質量小。換句話說,有部份質量轉換成能量,就如愛因斯坦的著名方程所描述。

在以下的章節中,我們將會討論一些天然和人工的過程。這些過程都涉及核能,以及核電站的運作情況。