最新發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新：“五夸克”基本粒子被發(fā)現(xiàn)

　　據(jù)報(bào)導(dǎo)：最近，3個(gè)國際科學(xué)家小組相繼發(fā)現(xiàn)一種被稱為“五夸克”的基本粒子．這一新發(fā)現(xiàn)的基本粒子包括4個(gè)夸克和1個(gè)反夸克．該項(xiàng)研究的實(shí)驗(yàn)證據(jù)將公布在即將出版的《物理評(píng)論通信》上．

　　此次發(fā)現(xiàn)的“五夸克”粒子包含2個(gè)“上夸克”和2個(gè)“下夸克”，還含有1個(gè)奇異的所謂反夸克．在此之前，科學(xué)家還從未發(fā)現(xiàn)過包含多于3個(gè)夸克的基本粒子．對(duì)這一新的發(fā)現(xiàn)，布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室核物理學(xué)家桑多菲說：“以往30年的尋找都來能找到這種粒子的存在證據(jù)，所以這個(gè)消息確實(shí)激動(dòng)人心．”科學(xué)家認(rèn)為，新探測(cè)到的粒子可能僅僅是“五夸克”粒子家庭中第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的成員，含有4個(gè)或6個(gè)夸克的粒子也因此有了找到的可能．

　　盡管該基本粒子非常復(fù)雜，但這個(gè)粒子符合被稱作標(biāo)準(zhǔn)模型的基本粒子理論．為進(jìn)一步解釋5個(gè)夸克粒子如何能共存于一個(gè)粒子內(nèi)，理論物理學(xué)家將會(huì)重新考慮夸克和膠子(膠子是將夸克連在一起的粒子)之間相互作用的模型．

　　1997年，俄國理論學(xué)家戴阿科諾夫等人預(yù)測(cè)，存在質(zhì)量約比氫原子的質(zhì)量大50％的“五夸克”粒子．理論物理學(xué)家懷疑，2001年日本的SP環(huán)一8加速器在試驗(yàn)用伽馬射線轟擊一片塑料時(shí)，可能就不經(jīng)意地造出了這種新粒子，他們希望SP環(huán)－8加速器小組重新檢驗(yàn)當(dāng)年的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．該小組的研究人員在徹底檢查這些數(shù)據(jù)的過程中，果然發(fā)現(xiàn)了約有20個(gè)“五夸克”粒子的存在蹤跡．

　　受SP環(huán)－8的加速器小組發(fā)現(xiàn)的鼓舞，托馬斯·杰裴遜國家加速器實(shí)驗(yàn)室和莫斯科理論和實(shí)驗(yàn)物理研究所的科學(xué)家，也對(duì)各自不同類粒子碰撞的舊數(shù)據(jù)進(jìn)行了復(fù)查，結(jié)果他們同樣獲得了自己的“五夸克”粒子存在的證據(jù)．

　　“五夸克”粒子的發(fā)現(xiàn)者之一，日本SP環(huán)－8同步加速小組領(lǐng)導(dǎo)人Nakano說：“如果‘五夸克’粒子能存在于今天的實(shí)驗(yàn)室中，它也會(huì)存在于宇宙誕生的最初時(shí)刻．”

請(qǐng)問這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)有什么重大意義？

閱讀以下文章并回答后面的問題．

雨、雪、垃圾能發(fā)電

　　科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，大自然中蘊(yùn)藏著巨大的能量，可以通過多種手段，從21世紀(jì)初期開始，有一定規(guī)模地向雨雪垃圾索電，是完全可以實(shí)現(xiàn)的．

　　利用積雪發(fā)電：大家知道，積雪的溫度是0℃以下，因此雪中蘊(yùn)藏著巨大的冷能．科學(xué)家提出利用積雪發(fā)電的大膽設(shè)想．它的工作原理是，將蒸發(fā)器放在地面上，將凝縮器放在高山上，再用兩根管子將它們連接在一起，然后抽出管內(nèi)空氣，用地下熱水使低沸點(diǎn)的氟里昂(即現(xiàn)代電冰箱所用的制冷物質(zhì))汽化，并以雪冷卻凝縮器，由于氟里昂的沸點(diǎn)很低，加上管內(nèi)被抽空，所以它就沸騰起來，變成氣體快速向管子的上端跑去，沖擊汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電．試驗(yàn)證明，1 t雪可把2～4 t氟里昂送上蓄液器．可見雪的發(fā)電本領(lǐng)是十分驚人的．

　　雪的資源極其豐富，地球上34％的國家屬多雪地區(qū)．我國東北和新疆北部是全國下雪天數(shù)最多的地區(qū)，每年平均在40天以上，積雪日數(shù)在90天以上．積雪發(fā)電的問世，將使茫茫雪原變成人類的又一理想的未來發(fā)電能源．

　　利用下雨發(fā)電：目前，科學(xué)家們研究雨能的利用已獲得成功，它是利用一種葉片交錯(cuò)排列，并能自動(dòng)關(guān)閉的輪子，輪子的葉片可以接受來自任何方向的雨滴，并能自動(dòng)開關(guān)，使輪子一側(cè)受力大，另一側(cè)受力小，從而在雨滴沖擊和慣性的作用下高速旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電．雨能電站可以彌補(bǔ)地面太陽能電站的不足，使人類巧妙而完美地應(yīng)用太陽能、風(fēng)能、雨能．

　　我國南方雨能資源豐富，特別是華東、華南、中南和西南各省的雨水充足，一年四季冰雪期很少，雨季的降雨量一般都比較多，陰雨天利用雨能發(fā)電，陽天利用太陽能發(fā)電，這樣無論晴天或陰雨天，人們都可以享受到大自然的恩賜，享受到電能帶來的光和熱．

　　微生物電池：在探索微生物能源工作中，一些國家正在從事著微生物電池的研究．什么是微生物電池呢？它是一種用微生物的代謝產(chǎn)物，做電極活性物質(zhì)，從而獲取電能．從研究的進(jìn)展看，作為微生物電池的活性物質(zhì)，只限于甲酸、氫、氨等．我們用一種叫產(chǎn)氣單抱菌的細(xì)菌，處理100摩爾椰子汁，使其生成甲酸，然后把以此做電解液的3個(gè)電池串連在一起，生成的電能可使半導(dǎo)體收音機(jī)連續(xù)播放50多個(gè)小時(shí)．當(dāng)然，這只是試驗(yàn)，但它表現(xiàn)出的事實(shí)是令人神往的．

　　21世紀(jì)是人類飛向宇宙的時(shí)代，在宇宙飛船這樣的封閉系統(tǒng)中，排泄物的處理確實(shí)是個(gè)必須解決的問題．美國宇宙航行局設(shè)計(jì)了一種一舉兩得的解決方案：用一種芽孢桿菌處理尿，使尿酸分解而生成尿素，在尿素酶的作用下分解尿素產(chǎn)生氨．氨用做電極活性物質(zhì)，在鉑電極上產(chǎn)生電極反應(yīng)，組成了邀翔太空的理想微生物電池．在宇航條件下，每人每天如果排出22克尿，就能夠獲得47瓦時(shí)的電力．

　　氫燃料電池，成為微生物能源的又一種電能形式．利用一種產(chǎn)生氫氣能力強(qiáng)的細(xì)菌，在容積為10升的發(fā)酵裝置中，每小時(shí)所產(chǎn)生的近20升氫氣，足以維持3.1～3.5伏燃料電池的工作．科學(xué)日新月異的21世紀(jì)，有機(jī)廢水的處理也與微生物電池發(fā)生了密切關(guān)系．在利用微生物處理有機(jī)廢水時(shí)，在使廢水無害化的同時(shí)，可以把微生物的代謝產(chǎn)物做微生物電池的活性物質(zhì)，從而獲得電能，從這個(gè)角度上，微生物做為同時(shí)解決公害和能源問題的一種手段，已引起人們的廣泛注意．盡管微生物電池的研制尚處在萌芽狀態(tài)，使用也還只限于一定范圍，但是到21世紀(jì)的某一天，微生物電池就能夠帶動(dòng)著馬達(dá)飛轉(zhuǎn)，為人類創(chuàng)造更多的物質(zhì)財(cái)富．

　　向污泥要能源：城市下水道污泥中富含有機(jī)物質(zhì)，其中蘊(yùn)藏著可觀的能量．不少國家已開始利用厭氧細(xì)菌將下水道污泥“消化”，然后收集其中產(chǎn)生的沼氣作為熱源，并將下水道污泥制成固體燃料．

　　關(guān)于下水道污泥作為固體燃料的開發(fā)與實(shí)用化研究方面，歐洲國家居領(lǐng)先地位．日本東京都能源局利用下水道污泥作為燃料發(fā)電的試驗(yàn)也已獲成功．日本能源科學(xué)家還將下水道污泥利用多級(jí)蒸發(fā)法制成固狀物，所得燃料的發(fā)熱量為16 000～18 000 kJ/kg，與煤差不多．

　　德國的一家化學(xué)公司將工廠下水道排放的廢水(其中含10％的普通生活污水)進(jìn)行處理，所得活性污泥作為燃料，他們?cè)谙滤�道污水中加入有機(jī)凝集劑，再用電力脫水機(jī)脫去部分水分，加入一定比例的粉煤，最后利用壓濾機(jī)榨干水分，用這種方法制成的燃料發(fā)熱量大約是9 200～1 000 kJ/kg，并且將其干燥、粉碎后并不影響其燃燒性能．

　　從下水道污泥中挖掘潛在能源，不僅開辟了能源新途徑，還可以根本上解決城市下水道污泥污染問題．對(duì)改善城市地下水水質(zhì)有著至關(guān)重要的作用．環(huán)境科學(xué)家有必要重新估計(jì)下水道污泥的作用和利用價(jià)值，進(jìn)一步研究下水道污水處理以及下水道水系的設(shè)計(jì)．

　　目前，世界上許多國家正在研究，能否建立一個(gè)從污水處理到能源、環(huán)保方面的綜合管理體系，以便一勞永逸地解決下水道污水的去向問題．

摘自《能源趣覽》

閱讀完以上文章后回答：

(1)文中介紹了哪幾種新的能源利用方式？分別是什么？

(2)利用積雪和下雨發(fā)電的工作原理分別是什么？

(3)結(jié)合你在日常生活中對(duì)能源的利用，談?wù)勀銓?duì)節(jié)約能源的看法．

閱讀短文然后回答問題。

秦山核電站

    秦山核電站位于東海之濱美麗富饒的杭州灣畔，是中國第一座依靠自己的力量設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營管理的30萬千瓦壓水堆核電站。1985年3月澆灌第一罐核島底板混凝土，1991年12月首次并網(wǎng)發(fā)電，1994年4月設(shè)入商業(yè)運(yùn)行，1995年7月通過國家驗(yàn)收。它的建成投產(chǎn)結(jié)束了祖國大陸無，核電的歷史，是我國和平利用核能的光輝典范，同時(shí)也使我國成為繼美、英、法、前蘇聯(lián)、加拿大、瑞典之后世界上第七個(gè)能夠自行設(shè)計(jì)、建造核電站的國家。

    秦山核電站始終堅(jiān)持自力更生，自主進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，同時(shí)也十分重視吸收國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。在建設(shè)中。盡量利用國內(nèi)技術(shù)和條件，同時(shí)引進(jìn)了一些國內(nèi)一時(shí)難以解決的關(guān)鍵設(shè)備和材料；    設(shè)備按臺(tái)件統(tǒng)計(jì)，國產(chǎn)占95％，進(jìn)口占5％；按資金統(tǒng)計(jì)，國產(chǎn)占70％，進(jìn)口占30％。這種建設(shè)模式被證明是成功的，對(duì)我國以后的核電發(fā)展具有重要的深遠(yuǎn)意義，增強(qiáng)了我們走自主發(fā)展核電道路的決心。秦山核電站投入運(yùn)行10年來，運(yùn)行業(yè)績(jī)良好，截至2002年4月，  已累計(jì)發(fā)電175億千瓦時(shí)，平均負(fù)荷因子為65.51％。  實(shí)現(xiàn)銷售收入近50億元，上繳各種稅費(fèi)近8億元，創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。10年來，我們依靠自己的力量，不斷地探索和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不僅逐步建立起較完善的安全質(zhì)量管理體系，而且通過一系列的材料狀態(tài)整治和技術(shù)改造，確保了電站安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。2001年是電站并網(wǎng)發(fā)電10周年，機(jī)組連續(xù)功率運(yùn)行331天，創(chuàng)10年運(yùn)行的最好成績(jī)，為推廣核電國產(chǎn)化新形象作出了貢獻(xiàn)。10年的安全穩(wěn)定運(yùn)行充分說明：我國有能力設(shè)計(jì)制造核電站，也能運(yùn)行管理好核電站。秦山核電站無愧于“國之光榮”的稱號(hào)。

    安全是核電站的生命，核電站的安全可靠運(yùn)行離不開行之有效的管理。根據(jù)國家核安全法規(guī)及有關(guān)國際核安全導(dǎo)則等文件的要求，秦山核電站確立了一套能夠有效運(yùn)作的組織機(jī)制，建立了較完善的質(zhì)量保證體系。為保證電站的安全生產(chǎn)，制定了質(zhì)保、核安全、輻射防護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、應(yīng)急：住備、培訓(xùn)、維修、在役檢查、廢物管理等領(lǐng)域的管理大綱。每個(gè)管理大綱都明確規(guī)定管理目標(biāo)、原則、內(nèi)容方法、要求程序、組織和指揮體系、職責(zé)分工等。編制了與之相適應(yīng)的各種管理制度、細(xì)則、規(guī)程、程序等各類管理文件。經(jīng)過10年的發(fā)展和完善，電站現(xiàn)有13類165個(gè)生產(chǎn)管理制度，14類61個(gè)行政管理制度，22類 203份運(yùn)行規(guī)程，8類22份運(yùn)行圖，5類19份運(yùn)行手冊(cè)，11類150份試驗(yàn)規(guī)程，23類 428份維修規(guī)程，2類7份維修圖冊(cè)。完善的管理制度使電站運(yùn)行做到了有章可循，有法可依，保證了核電站的安全運(yùn)行。

    目前，泰山核電站三道屏障完整，三廢排放控制有效。放射性物質(zhì)年排放總量低于國家規(guī)定的排放限值，達(dá)到國際同類核電站的先進(jìn)水平。環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，秦山核電站是安全、清潔的，未對(duì)其周圍輻射環(huán)境產(chǎn)生任何可察覺的影響。2001年被評(píng)為國家；級(jí)環(huán)保企業(yè)。

    10年的安全運(yùn)行積累了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn)，為中國核電的后續(xù)發(fā)展培養(yǎng)和鍛煉了一批優(yōu)秀的管理人才和運(yùn)行、維修技術(shù)人才，達(dá)到了原先設(shè)想“掌握技術(shù)、培養(yǎng)隊(duì)伍、積累經(jīng)驗(yàn)，為中國進(jìn)一步發(fā)展核電打好基礎(chǔ)”的目的。   

    秦山核電站從建設(shè)之初，就備受黨和國家領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和重視，不少中央領(lǐng)導(dǎo)同志都先后視察過秦山核電站，對(duì)秦山核電站的建設(shè)給予了充分的肯定。

    中國核電從秦山起步，秦山核電站將繼續(xù)秉承中國核工業(yè)的光榮傳統(tǒng)，堅(jiān)持“安全第一、質(zhì)量第一、科學(xué)至上”的原則，展中國核電國產(chǎn)化能力，樹核能安全環(huán)保形象，為核工業(yè)發(fā)展再創(chuàng)輝煌。

（1）秦山核電站的核心部分是什么?它是利用什么形式獲取核能的？

    （2）談?wù)勀銓?duì)核能利用的認(rèn)識(shí)。