怎样才能设计出绝对安全的核反应堆呢？美国加利福尼亚圣地亚哥通用原子公司的设计师们分析了三里岛核电站和切尔诺贝利核电站事故的各种原因，发现在核反应堆中用水作冷却剂是不安全的隐患。因为核燃料的保护包层是用金属壳，在高温时特别是在操作错误使金属壳发生熔化时，它会和水起化学反应而产生容易爆炸的氢气。前面说的两起事故，据调查，都和核燃料包层金属发生熔化后和冷却水起化学反应有直接关系。
于是，通用原子公司的设计师们提出了一种新型的核反应堆发电系统。它改用惰性气体氦作冷却剂，并用氦气代替水蒸汽作推动涡轮发电机的工作介质。这样，惰性气体不会和反应堆中的任何材料起化学作用，也就不可能产生容易爆炸的氢气之类的东西。
同时他们又改进了核燃料的包壳材料结构。这种结构的特点是铀燃料和控制中子速度的石墨之间的比例平衡，因此具有极大的负温度系数。负温度系数是什么意思呢？能起什么作用呢？负温度系数的作用是；一旦核反应堆发生错误操作，使反应堆的温度上升到明显超过正常运行的标准温度时，由于负温度系数的设计，反应堆会自动关闭。也就是说，负温度系数的设计起了“保险丝”的作用，保证了核反应堆的绝对安全。
新的核反应堆发电系统由两个互连的压力容器组成，它们都埋在地下的封闭式混凝土外壳内，其中大的容器是核反应堆，较小的容器内装有涡轮发电机、压缩机和热交换器。在两个容器之间有一个管道相连，在核反应堆容器内充满了氦气，核反应堆裂变产生的能量将其周围的氦气加热到850℃，然后通过管道到达第二个较小的容器的入口，驱动涡轮使发电机发电，涡轮机还同时带动压缩机，使氦气通过热交换器后再返回到核反应堆容器内。如此循环不已，连续发电。
这种氦冷反应堆因不用水作冷却剂，也不用水蒸汽推动涡轮机发电，不仅提高了安全性，也大大简化了发电系统的结构，它取消了常规压水或沸水反应堆发电系统的二级冷却回路，使整个系统及其他配置大大减少，最终使发电成本降低。
太阳能技术
太阳在不停地向地球输送着无限的能量。人类利用太阳能的时代已经开始。石油和煤炭只产于世界上有限的一些国家，而太阳能各国都有，而且清洁，我们称之为“绿色的能源”。
将太阳能辐射转化为电能的光电池板日本高松市西南方的仁尾町，是个面临濑户内海的小城镇。这里作为“太阳城”引起了世界各国的注目，参观者云集，小城非常热闹。
仁尾町从1981年7月已经利用太阳能发电了。电厂占地面积约10万平方米。电厂旁边设立了“仁尾太阳能博览会”，参观者络绎不绝。高高的电厂塔分别涂着红白两种颜色，引人注目。在高69米的塔顶安装有集热器。
电厂塔周围的地面上安装着807面平面镜。太阳光被这些平面镜反射，一齐照射在集热器上。海面镜子的面积为4×4米，在计算机的控制下随时把阳光反射给集热器，这里并不晃眼，集热器中的水被阳光的热能加热后变成摄氏249℃的高温蒸汽。蒸汽转动涡轮，带动着1000千瓦的发电机。
在仁尾町还有一个用其他方式进行太阳能发电的装置。它使用的是曲面镜。这种装置有一个同棒球场阶梯式看台一样的斜面。斜面的背面装有曲面镜，在它的南面放一个安装有许多平面镜的装置。被平面镜反射的阳光，可以射入摆在它对面的曲面镜中。进入曲面镜的光线经过反射，全部集中到焦点。此时，焦点就形成了连线。在焦点处安装导管，当水从导管通过时，被加热化为蒸汽，蒸汽转动涡轮并带动发电机。
当今，世界各地建立了很多太阳能发电厂，都在试验如何更有效地集中太阳的光能。在以色列和约旦，屋顶太阳能蓄热器已可提供25％～65％的家用热水。美国已兴建100多万个主动式太阳能采暖系统和25万个依靠冷热空气自然流动的被动式太阳能住宅。
太阳能的转换和利用方式有：光热转换、光电转换、光化学转换。
太阳能热利用技术太阳辐射能量通过各种集热部件转变成热能后被直接利用。它可分低温（100℃～300℃），工业用热、制冷、空调、烹调等；高温（300℃以上），热发电、材料高温处理等。太阳能热发电技术是利用太阳能产生热能，再转换成机械能的发电过程。发电系统主要由集热系统、热传输系统、蓄热器、热交换器以及汽轮发电机系统等组成。
太阳能光电转换技术太阳光照射到具有扩散结构类型的半导体结上，产生电子——空穴对，在半导体内部产生的没有被复合的电子——空穴对受内电场的吸引，电子流入A区，空穴流入B区，使A区和B区产生电动势，如果在外部接上负载就可输出电能。太阳电池种类很多，如单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、硫化镉电池、砷化锌电池等，就是利用这一原理制成的。
光化学转换技术光化学是研究光和物质相互作用引起的化学反应的一个化学分支。光化学电池是利用光照射半导体和电解液界面，发生化学反应，在电解液内形成电流，并使水电离直接产生氢的电池。
我国应更加重视太阳能技术的研究和开发利用。我国地处北半球，幅员辽阔，有丰富的太阳能资源，每年太阳辐射总量约在3.3×106～8.4×106千焦／米2。太阳能技术的开发利用已在我国产生了巨大效益。
唤起沉睡在地下的能量
尽管现在世界上到处都在呼唤能源紧张，但实际上地球上到处都存在能源，只是由于目前缺少开发各种能源的有效手段，致使大量的能源现在无法利用而已。比如，人类现在对地表上常见的太阳能、风能、海洋能、核能、氢能……等，也只利用了极少部分；另外，除石油和煤外，我们对于深藏在地表下的能量的利用就更少了。
例如，地热是蕴藏在各种温泉、热泉、干热岩和岩浆中的能量，但现在对它的利用还仅限于温泉和热泉。对干热岩和岩浆热的利用，目前仅有少数经济实力雄厚的西方工业先进国家在进行基础研究，而在地热中，这里蕴藏的能量占绝大部分。比如，在地壳底部和地幔上部连接处的热岩或岩浆温度有1000℃～1300℃，地核的温度就更高了，在2000℃～5000℃之间。它们之中蕴藏的热量，以地球表层下10岩浆奔涌的火山附近蕴含着巨大的地热资源，可通过加热水，推动蒸汽轮机发电千米的厚度计算，其中的总热量是10.5×1025焦耳，相当于9950万亿吨标准煤当量，真可算是一组天文数字。
如果按世界年耗100亿吨标准煤计算，上述能量可满足人类几十万年的能源之需。可是，怎样才能将这些深埋在地下的能量开发出来，为人所用呢？
现在，科学家们已找到了有效办法，并正在实施之中。
在世界各地，时常有些火山喷发，喷出的高温岩浆，形成滚滚红流，所到之处摧枯拉朽，令人不寒而慄。历史上有一些城市，就是在火山喷发后被岩浆流吞噬而消失的。而在美国夏威夷群岛上的活火山，却创造出另一种壮观的场面，炽热的火山岩浆喷出后形成滚滚红流注入了太平洋，激起了冲天的蒸汽热浪。
这些蒸汽热浪给科学家带来了创造发明的灵感。他们想，这些蒸汽不正好是火力发电厂用来驱动汽轮发电机所需要的动力吗？可不可以利用高温岩浆中巨大的热量来发电呢？如果这一设想能够实现，世界将大受恩惠。因为，据估算，仅美国国内的地下高温岩浆的热能，折合成石油燃烧发出的热能，就相当于250～2500亿桶石油，比美国所有矿物燃料的蕴藏量还多！
因此，美国的科学家首先提出了利用高温岩浆发电的建议，并设计了实施方案。利用岩浆的热能当然不是等火山喷发之后去利用，那样就为时已晚，而是要在岩浆还在地下时就去利用它的热能。怎样才能利用呢？科学家们想出了好办法。
首先他们用物理探测方法查明哪些地下有高温岩浆，然后选定适合的地点，钻上两口深井，一直钻探到高温岩体中（在高温岩体下就有岩浆）。为此，有些井要钻到6000米深，有些钻到两三千米就能到达高温岩体内，这时就可以往井中灌入凉水，再从另一口井中抽出被高温岩体加热了的热水。这时热水的温度可以高达190℃。热水抽出地面立即形成高压蒸汽，推动汽轮发电机发电。
现在，美国、日本、英国都在建立岩浆发电的实验工厂。例如，美国在加利福尼亚州的隆巴列伊地区打了一口6000米的深井，然后利用水泵把水压入井孔，直达高温岩体，水遇到高温岩体后变成蒸汽，单从一口井中得到的蒸汽，就可推动一个5兆瓦的发电机组。日本是多火山的国家，地下岩浆丰富，日本新能源开发部在岐阜县烧岳地区和山形大藏村先后建立了两座高温岩浆发电实验厂。
英国的鲁斯诺斯地区，有一个废弃的花岗岩矿，花岗岩层下面就是炽热的高温岩层，在2000米深处，岩体温度约为100℃；在6000米深处，热岩体可把水加热到200℃。这一口井就能产生1兆瓦的电力，可持续使用25年。因此，英国政府计划在这里建立一个6兆瓦的热岩发电厂，可给一个2万人口的小城镇提供电力。
岩浆发电目前还处于实验阶段，但它是能源中的一颗新星，前途无量。
海水温差发电
我们知道，海洋是热量的贮存器。根据能量守恒定律，自然界所发生的一切过程中的能量，既不会消失，也不会产生，可以从一种形据海洋学家估计，全世界海洋中的温度差所能产生的能量达20亿千瓦式转变为另一种形式。英国物理学家焦耳求得了热功当量：将1千克的水温度升高1℃，必须做约4180焦耳的功，反过来也是一样。根据这个公式，一些海洋工作者设想，要是能使海水温度在人工控制下降低，把它的内能转变为有用的功，去驱动机器，然后将机械能转变为电能那该多好啊！经过简单计算，结果令人振奋：如果一部机器1秒钟吸进1吨水，温度自动降低20℃，它所释放出的热量以4％～6％的效率变成电能，就可发出3000千瓦的电力来。
利用海水温差发电，比较可行的是利用海水表层和海洋深层之间的温差。在低纬度海域水下500米深处的水温，一般在5～10℃之间，而在3000米深处的水温，则终年处在1～2℃之间。如果把赤道表层海水作为热源，把2000米底层的海水作冷源，上下温差可达26℃以上。用一根水管把底层的冷水抽上来，就可以发电了。
世界上最大的潮汐电站—法国朗斯河口上的潮汐电站当然，利用海水温差发电，也不是一件简单的事，还有一些技术问题、经济问题、对环境的影响等问题，有待于进一步研究解决。目前对海洋热能的开发利用尚未进入大规模实用阶段，但其前景是十分诱人的。
潮汐能和波浪能
你到海边看过潮水的涨落吗？涨潮时，海水汹涌澎湃，“涛似连山喷雪来”；退潮时，海水一拥而去，“横扫千军如卷席”。
潮汐蕴藏着巨大的能量，人们称它为潮汐能。据估计，全世界的潮汐能约有10亿多千瓦。
我国海岸线长达18000多千米，潮汐能至少有3000万千瓦，年发电量在1000亿度以上，相当于建成后的7个葛洲坝水电站。
在汹涌波涛的海洋中也蕴藏着巨大的能量，海浪可以轻而易举地把十几吨重的巨石抛向20米的高空；也能将万吨海轮突然甩到岸上。海浪对海岸的冲击力每平方米高达200～300利用波浪能发电有多种形式，有的利用波的上下波动，有的利用波的横向运动，有的利用由波产生的水中压力变化等等千牛，大的甚至可达600千牛。
据海洋学家计算，每平方千米海面上的滚滚波涛大约蕴藏着20万千瓦的能量。地球上海洋总面积达3.6亿平方千米，它们所蕴藏的波浪能也就可想而知了。当然，并不是所有海面上的波浪都能开发利用。据估算，全世界可供利用的波浪能约为100亿千瓦。
通过以上的简单介绍，大家一定会说，潮汐和波浪的确也是能源，它们的能量还不小哩！
海水中提取铀
铀——核武器的原料，陆地上可供开采的总共不过100万吨。于是，人们将目光移向了海洋。
海水里，铀的浓度虽然不高，每升海水只有3.3微克，但海洋无比巨大，海水又多，所体积微小的一块铀，可以释放出巨大的能量以海洋里的铀总量相当可观，达45亿吨，相当于陆地铀储量的4500倍。
英国是最早从事海水提铀研究的国家，日本是第一个建造海水提铀工厂的国家。目前，世界上已有美、俄、德等近20个国家进行海水提铀研究，但至今还没有一个国家能够进行大规模提铀生产。
究其原因，主要还是技术难题和成本过高。尽管海水含铀总量高达45亿吨，但浓度极低。要想得到3千克铀，就要处理100万吨海水才行。处理如此巨量的海水，给提铀生产提出了很多技术难题。据目前提铀水平核算，成本是陆地贫铀矿提炼成本的6倍。
尽管如此，具有聪明才智的人类，还是加快了海水提铀研究试验的步伐。现在最有希望的一种方法是“吸附法”，即用吸附剂吸附铀。相信不久的一天，海水提铀工业化生产定能实现。
海水盐度差发电
人类在利用海水晒盐的同时，发现海水和淡水相交汇的地方，蕴含着一种神奇的能量。
于是一个新的设想出现了：利用海洋盐度差发电。
