人類因為哪種物質的發現，從而獲得了打開核能的鑰匙？核聚變反應是怎么發生的？我國具有自主知識產權的第三代核電技術是什么？玉兔二號在月球背面依靠什么提供能量？……這些問題，都與核能利用及核安全有關。

核能（或稱原子能）指的是通過核反應從原子核釋放的能量。核能可通過三種核反應之一釋放：一是核裂變，較重的原子核分裂釋放能量。二是核聚變，較輕的原子核聚合在一起釋放能量。三是核衰變，原子核自發衰變過程中釋放能量。與其他能源相比，核能具有巨大的威力，能量密度極高，若能夠科學有效地開發利用，就可以為人類提供巨大的能量。

核電站所用的核燃料中，有效成分是鈾-235，如果能讓1千克鈾-235的原子核全部分裂成碎片（核裂變），就可以釋放出相當于2700噸標準煤完全燃燒所釋放的能量。歷史證明，核電是高效、清潔、安全和經濟的能源，具有資源消耗少、環境影響小和供應能力強等許多優點。國際原子能機構發布的《世界核電反應堆（2023年版）》報告顯示，截至2022年12月31日，世界32個國家在運核電機組共計411臺，裝機容量達到371.0GW。國際能源署發布的報告預測，到2025年，隨著法國核能發電量攀升，日本幾座核電站恢復運行，印度、韓國和歐洲等市場的新反應堆也投入商業運營，預計全球核能發電量將達到歷史最高水平。

對于我國來說，大力發展核能，既能有效保障能源安全，也有利于推進“雙碳”目標的實現。為了提高公眾對于核能的認識水平，了解核能與核安全相關知識，幫助確立綠色發展理念，2023年京津冀公民科學素質大賽推出“發展核能，推進‘雙碳’目標實現”專項答題活動。

公眾通過答題，將會了解到很多關于核能與核安全的科學知識，包括核聚變與核裂變的基本原理，我國先進的三代、四代核電技術，核事故的分級，核能在減少碳排放方面的作用，核能供熱，我國核電站的安全屏障設計等。

本期專項答題活動旨在傳播核能利用與核安全知識，同時進一步提升公眾環保意識，幫助公眾確立綠色發展理念，得到了中核集團中國核電工程有限公司、中國電信集團有限公司科學技術協會、中國電信博物館、中國移動通信集團有限公司科學技術協會、中國聯合網絡通信集團有限公司科學技術協會、北京歌華有線電視網絡股份有限公司的大力支持。

【背景知識】

核能是人類歷史上的一項偉大發現，本質上是科學技術進步的重大產物，更是人類文明演變過程中的重大突破。早在19世紀末，英國物理學家湯姆遜發現了電子，人類社會開始逐漸地揭開了原子核的神秘面紗。1938年，德國科學家奧托·哈恩用一種慢中子來轟擊鈾核時，竟出人意料地發生了一種異乎尋常的情況，反應不僅迅速強烈、釋放出很高的能量，而且鈾核分裂成為一些原子序數小得多的、更輕的物質成分，這就是核裂變的發現。

1942年12月2日，美國芝加哥大學成功啟動了世界上第一座核反應堆——芝加哥一號堆，內部成功產生了可控的鈾核裂變鏈式反應，從此開啟了人類的原子能時代。1954年，蘇聯建成了世界上第一座核電站——奧布靈斯克核電站，標志著核電正式進入了商用階段。

到現在，核電與水電、煤電一起構成了世界電力的三大主要來源，在世界能源結構中具有重要地位。其中在法國，核電占該國總發電量的近70%，我國也已達5%左右。當前，在全球范圍內，世界各國均面臨著應對氣候變化和能源安全保障等多重約束，而核能的開發和利用成為許多國家應對氣候變化和加速能源轉型，實現經濟低碳發展的必然選擇。

2023年京津冀公民科學素質大賽設置每日答題、限時挑戰答題、PK答題、專項答題等不同模式，可以讓公眾在碎片化時間利用“小屏”提升科學素養。

同時，大賽還將從解讀國家戰略、前沿科技、社會熱點、科學（家）精神、應急科普、科學辟謠等不同角度，與相關單位合作開展不同主題的專項答題。

來源: 北京科技報社