科學(xué)技術(shù)概論14.3)

1、14.3核能的開發(fā)與利用核能的開發(fā)與利用什么是核能？ 核能（指原子核能，又稱原子能）是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時釋放出的能量。在使用上指重元素的原子核發(fā)生聚合反應(yīng)（又稱聚變）時所釋放出的巨大能量。它們分別被稱為裂變能和聚變能。核能的發(fā)現(xiàn)與軍事利用1核電站的發(fā)展2受控?zé)岷司圩兡?19世世紀(jì)紀(jì)末物理末物理學(xué)學(xué)的三大的三大發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)1895189618971. 核能的發(fā)現(xiàn) 倫琴發(fā)現(xiàn)X射線湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子貝克勒發(fā)現(xiàn)了鈾的放射性單擊此處添加標(biāo)題 盧瑟福盧瑟福 愛因斯坦愛因斯坦 發(fā)現(xiàn)了放射性并非鈾所特有，鐳、釷等也有放射性。發(fā)現(xiàn)具有放射性的、射線，并通過對鈾的放射性研究，提出了原子自然蛻變理論。居里夫人2.尋找釋放

2、核能的鑰匙（1）1934年，居里夫人用釙的粒子轟擊鋁靶，得到了自然界中不存在的人工放射同位素。-人工放射性。（2）1932年，盧瑟福的學(xué)生查德威克發(fā)現(xiàn)了中子。打開原子核大門的好鑰匙。（3）鈾有三種同位素，鈾238和鈾235，容易吸收中子產(chǎn)生裂變的是鈾235. 難題：要造成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)以獲得巨大的能量，首先必須從天然鈾中加工提煉出含鈾235較多的濃縮鈾，而這時意見非常困難困難并且很費(fèi)錢的工程。如果不是戰(zhàn)爭的需要，在和平時期要想在短期內(nèi)由實(shí)驗(yàn)室發(fā)展到工業(yè)規(guī)模的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用，是很難想象的。3.戰(zhàn)爭成了催產(chǎn)婆受控核裂變建設(shè)性的新能源非受控核裂變原子彈核裂變能的利用 1. 1.羅斯福總統(tǒng)成立了一個羅斯?？偨y(tǒng)成

3、立了一個“鈾顧問委鈾顧問委員會員會”。 2. 2.德國，對核物理學(xué)家發(fā)出了征召入德國，對核物理學(xué)家發(fā)出了征召入伍令。伍令。 3. 3.美國加快了原子彈研制的工作計(jì)劃美國加快了原子彈研制的工作計(jì)劃 成為美國最大規(guī)模的一項(xiàng)計(jì)劃。成為美國最大規(guī)模的一項(xiàng)計(jì)劃。 4. 19424. 1942年夏，美國、英國、加拿大展年夏，美國、英國、加拿大展開了開了“曼哈頓工程曼哈頓工程”。宣告了原子能時代的開始單擊添加段落文字單擊單擊添加段落文字單擊添加段落文字添加段落文字1942年，美國芝加哥大學(xué)建成了第一座原子反應(yīng)堆。1945年，美國先后將一顆鈾彈和一顆钚彈分別投到廣島和長崎。核電站：是利用原子核裂變反應(yīng)放出的核

4、能核電站：是利用原子核裂變反應(yīng)放出的核能來發(fā)電的裝置。來發(fā)電的裝置。 其核心是核反應(yīng)堆，它是一個能維持和控其核心是核反應(yīng)堆，它是一個能維持和控 制核裂變反應(yīng)的裝置，在其中實(shí)現(xiàn)核能熱能制核裂變反應(yīng)的裝置，在其中實(shí)現(xiàn)核能熱能轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。14.3.2 核電站的發(fā)展核反應(yīng)堆的種類核反應(yīng)堆的種類熱中子反應(yīng)堆熱中子反應(yīng)堆快中子反應(yīng)堆快中子反應(yīng)堆按引起裂變的中按引起裂變的中子能量分為子能量分為因?yàn)闊嶂凶痈菀滓疴櫼驗(yàn)闊嶂凶痈菀滓疴?35235的裂變，因此的裂變，因此熱中子反應(yīng)堆比較容易實(shí)現(xiàn)和控制，目前大熱中子反應(yīng)堆比較容易實(shí)現(xiàn)和控制，目前大量運(yùn)行的是熱中子反應(yīng)堆。量運(yùn)行的是熱中子反應(yīng)堆。14.3.3

5、受控?zé)岷司圩兡芎司圩兪莾蓚€或兩個以上的較輕原子核在超高溫等特定條件下聚合成一個較重的原子核,同時釋放出巨大能量。因?yàn)檫@種反應(yīng)必須在極高的溫度下進(jìn)行，所以叫熱核反應(yīng)。核聚變原料主要是氫、氘、氚。 因?yàn)閷?shí)現(xiàn)產(chǎn)生聚變的條件及進(jìn)行人工控制是非因?yàn)閷?shí)現(xiàn)產(chǎn)生聚變的條件及進(jìn)行人工控制是非常困難的事，遠(yuǎn)比核裂變能的利用困難得多。常困難的事，遠(yuǎn)比核裂變能的利用困難得多。 為了實(shí)現(xiàn)聚變反應(yīng)的條件，以獲得有意義的聚為了實(shí)現(xiàn)聚變反應(yīng)的條件，以獲得有意義的聚變能量，目前正在兩個主要領(lǐng)域內(nèi)開展大量的變能量，目前正在兩個主要領(lǐng)域內(nèi)開展大量的研究工作：研究工作：（1 1）磁約束：磁約束就是用一定強(qiáng)度和幾何形）磁約束：磁約束就是用一定強(qiáng)度和幾何形狀的磁場將帶電粒子約束在一定的空間范圍之內(nèi)狀的磁場將帶電粒子約束在一定的空間范圍之內(nèi)，并保持一段時間。，并保持一段時間。（2 2）慣性約束：是利用聚變等離子體的慣性進(jìn)）慣性約束：是利用聚變等離子體的慣性進(jìn)行約束的。行約束的。聚變能目前尚處于研制階段，離實(shí)用還聚變能目前尚處于研制階段，離實(shí)用還有相當(dāng)差距，但基于其取之不盡的資源有相當(dāng)差距，但基于其取之不盡的資源來源和優(yōu)越的性能，且沒有像裂變