近年来,现代科学技术和工业化进程发展相当迅速,一方面推动了人类文明 进步,但另一方面带来的却是环境污染和能源短缺问题。能源利用带来的污染与 生态环境之间的不协调以及自然资源的不断消耗,最终会极度影响人类的可持续 发展。
当今世界各国能源使用的大多数来自依然是煤、石油和天然气,但随着全球气 候变暖以及各国在《巴黎协定》上的签署,这些“不可再生资源”逐渐地需要被 清洁能源所替代。为了更好地协调发展与生态环境之间的问题,我国也出台了《能 源发展“十三五”规划》以及《“十三五”节能减排综合工作方案》,都旨在减少 化石能源的使用,降低对生态系统产生的危害。作为老百姓,感受最深刻的是近 十几年来,煤炭行业开始逐渐衰退,全国许多小型煤矿区已经关停;新能源汽车 开始有了初步的发展,汽油车也在不断地控制排放量标准,由此可见国家对生态 环境的整治相当重视。当然,想要完全地解决能源使用对环境污染的问题,则需 要研发更加清洁低污染的能源,因此清洁能源,包括核能和“可再生资源”的推 广应用显得很重要。
核能产业的发展和利用能有效地解决能源短缺和生态环境污染问题,还能 够提升综合国防实力,核能具有众多的优势,如体积小而能量大,同等质量的核 能释放的能量相比化学能要大几百万倍,有有关数据表明,1克铀释放的能量相当 于2.4吨标准煤释放的能量;其次是污染少,火电站生产时,会产生大量的有害气 体和一些放射性物质,而核电站设置了多层保护屏障,所产生的放射性污染远远 低于火电站,据统计,当核电站正常运行的时候,一年给居民带来的放射性影响, 还不到一次X光透视所受的剂量;最重要而且倍受关注的优势应该是安全性强, 自第一座核电站建成以来,全球投入到正常的使用中的核电站多达400座,几十年来基本上 是安全可靠的,虽然其间有一些核电事故,但这些事故大多都是由于人为或者自 然因素造成的,由核电站本身设计问题带来的事故非常少,并且随着核电工业的 进一步改善,核电站将会变得更安全可靠。
目前,在核安全和反应堆技术发展上,锆及锆合金都充当了重要的角色。倍 及其合金具有很低的热中子吸收截面,它能保证原子能反应中有足够的中子数来 维持反应堆的运行,锆合金还具有加工性能好、抵抗腐蚀能力强的特点,可以用在 核燃料的包壳和水堆的结构材料中。除此之外,锆还在生物医用领域有所应用, 它不仅仅具备良好的生物相容性,还有适宜人类骨骼的弹性模量,有有关的资料证实 过,ZrTiNb合金耐蚀和耐损方面要明显优于Ti6Al4V合金,因此,一系列的生物 医用级锆合金也相继出现,如Zr-Si、Zr-Mo-Ti和Zr・4Cu-xNb合金叫味来可用作 代替硬组织移植(HTR)的新材料,Zr.M。合金具有低的磁化率可用于磁共振成 像(MRI)。因此,锆被称为“原子时代的第一金属”。