重核裂變與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

1、關(guān)于重核裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)第一張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核能開(kāi)發(fā)的歷史進(jìn)程1. 1919年，英國(guó)盧瑟福用粒子轟擊氮原子核，使其嬗變成氧原子。2. 1932年，查得威克發(fā)現(xiàn)中子3. 1934年，法國(guó)約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁，產(chǎn)生了一個(gè)磷的同位素，但很快放出正電子蛻變?yōu)楣琛?. 盧瑟福（1933）和愛(ài)因斯坦（1935）均沒(méi)有意識(shí)到原子能的實(shí)際利用近在眼前。第二張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核能開(kāi)發(fā)的歷史進(jìn)程1. 1933年，愛(ài)因斯坦移居美國(guó)2. 1938年，費(fèi)米逃往美國(guó)3. 德國(guó)尚有普朗克、玻恩、海森堡、魏扎克、勞厄、哈恩、蓋革4. 1933年，匈牙利物理學(xué)家齊拉德（18

2、981964）已經(jīng)意識(shí)到核能的開(kāi)發(fā)可能用于軍事5. 1935年，建議物理學(xué)家暫緩發(fā)表研究成果6. 1939年，玻爾認(rèn)為核能利用為時(shí)尚早7. 1939年，愛(ài)因斯坦、薩克斯、羅斯福說(shuō)服美國(guó)政府搶在德國(guó)之前抓緊研制原子彈。第三張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核能開(kāi)發(fā)的歷史進(jìn)程1. 1934年，意大利物理學(xué)家費(fèi)米用中子轟擊原子核，并發(fā)現(xiàn)通過(guò)石蠟減速之后的慢中子，裂核能力更強(qiáng)。費(fèi)米因此獲38年諾貝爾物理獎(jiǎng)。2. 1938年，德國(guó)哈恩發(fā)現(xiàn)鈾嬗變后出現(xiàn)的新元素與鈾相距甚遠(yuǎn)。奧地利女物理學(xué)家邁特納提出核裂變猜想，以解釋鈾實(shí)驗(yàn)。并稱裂變過(guò)程要放出大量能量。3. 費(fèi)米提出鏈?zhǔn)椒磻?yīng)概念。4. 1939年9

3、月1日，第二次世界大戰(zhàn)正式打響第四張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核能開(kāi)發(fā)的歷史進(jìn)程1. 1940年，美國(guó)政府正式大量撥款，啟動(dòng)“曼哈頓工程”，格羅夫斯將軍為行政首腦2. 1941年12月1942年12月，費(fèi)米在芝加哥研制原子反應(yīng)堆3. 鈾235、钚239的提純4. 1943年1月1945年7月。奧本海默在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯主持原子彈研制。5. 7月16日凌晨5時(shí)30分，第一顆鈾原子彈試爆成功。比一千個(gè)太陽(yáng)都亮。6. 曼哈頓工程：動(dòng)員50萬(wàn)人，耗費(fèi)22億美元，占用全國(guó)三分之一的電力第五張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核能開(kāi)發(fā)的歷史進(jìn)程1. 1944年底，盟軍的特工小組

4、已經(jīng)發(fā)現(xiàn)德國(guó)造不出原子彈2. 科學(xué)家的猶豫：繼續(xù)干嗎？缺乏政治和道義上的支持不干嗎？不符合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的精神好的理由：應(yīng)該讓全人類知道它的威力3. 齊拉德、愛(ài)因斯坦的態(tài)度4. 1945年8月6日，鈾彈小男孩投到廣島；8月9日，钚彈胖子投在長(zhǎng)崎第六張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核能開(kāi)發(fā)的歷史進(jìn)程1. 1944年底，盟軍的特工小組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)德國(guó)造不出原子彈2. 科學(xué)家的猶豫：繼續(xù)干嗎？缺乏政治和道義上的支持不干嗎？不符合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的精神好的理由：應(yīng)該讓全人類知道它的威力3. 齊拉德、愛(ài)因斯坦的態(tài)度4. 1945年8月6日，鈾彈小男孩投到廣島；8月9日，钚彈胖子投在長(zhǎng)崎第七張，PPT共三

5、十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核能開(kāi)發(fā)的歷史進(jìn)程1. 核軍備競(jìng)賽：盟國(guó)之爭(zhēng)2. 1945年8月，斯大林下令抓緊研制原子彈3. 1949年8月，蘇聯(lián)成功地進(jìn)行了核實(shí)驗(yàn)4. 1952年11月1日，美國(guó)試爆第一顆氫彈5. 1953年8月，蘇聯(lián)研制氫彈成功6. 1952年10月3日，英國(guó)研制成功原子彈7. 1960年2月13日，法國(guó)研制成功钚彈8. 1964年10月16日，中國(guó)試爆成功原子彈第八張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1. 1公斤核燃料相當(dāng)于2500噸煤2. 1954年，蘇聯(lián)建成第一座小型原子能電站；1956（英國(guó)），1957（美國(guó)）3. 核電站：成本低、污染小、效率高，但事故太可怕4

6、. 1986年4月26日切爾諾貝利核電站第4號(hào)機(jī)組發(fā)生爆炸。人為造成三道安全措施無(wú)效5. 1979年3月28日三里島核電站二號(hào)堆事故，由于多重安全系統(tǒng)發(fā)揮作用，后果不嚴(yán)重6. 核聚變核能開(kāi)發(fā)的歷史進(jìn)程第九張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、核能 原子核的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)放出的能量，叫做核能。第十張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、裂變(p.43) 什么叫重核裂變？重核在什么情況下才能發(fā)生裂變呢？1938年12月德國(guó)科學(xué)家用中子轟擊重核鈾時(shí)，發(fā)現(xiàn)鈾核的裂變現(xiàn)象。之后，核能利用問(wèn)題才逐漸被了解清楚，從而使控制和利用原子能成為可能。 重核受到其他粒子（如中子）轟擊時(shí)分裂成兩塊或兩塊

7、以上中等質(zhì)量的核的過(guò)程稱為裂變。裂變過(guò)程中放出中子并釋放大量能量。第十一張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)1、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(見(jiàn)基礎(chǔ)教材p.44) 重核裂變時(shí)放出的中子引起其他重核的裂變，可以使裂變不斷進(jìn)行下去，這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。第十二張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月反應(yīng)的特點(diǎn)： 利用一個(gè)中子轟擊一個(gè)軸核，使軸核發(fā)生裂變，在反應(yīng)中還放出2個(gè)中子，中子對(duì)未反應(yīng)的軸核再進(jìn)行轟擊，從而使核反應(yīng)出現(xiàn)連鎖反應(yīng)，使在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)積累效應(yīng)。第十三張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核裂變 核裂變(nuclear fission)是大核分裂為小核的過(guò)程. 普通的核武器和核電站都依賴

8、于裂變過(guò)程產(chǎn)生的能量。 鈾-235的裂變與核武器 35種元素的200多種位素同發(fā)生鏈反應(yīng)爆炸 2 3第十四張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、臨界體積 能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾塊的最小體積叫做它的臨界體積。第十五張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 足以維持鏈反應(yīng)正常進(jìn)行的裂變材料質(zhì)量叫臨界質(zhì)量(critical mass)。 鈾-235 的臨界質(zhì)量約為 1 kg，質(zhì)量超過(guò)1 kg 則發(fā)生爆炸。 任何有核反應(yīng)堆的國(guó)家都不難得到爆炸級(jí)的裂變材料，原子彈的基本設(shè)計(jì)又如此簡(jiǎn)單，從而為防止核武器擴(kuò)散帶來(lái)了困難。第十六張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、原子彈 p.45第十七張，P

9、PT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月鄧稼先楊振寧第十八張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1964年10月16日中國(guó)爆炸了第一顆原子彈。第十九張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1967年6月17日中國(guó)爆炸了第一顆氫彈。第二十張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月悼鄧稼先詞（張愛(ài)萍） 踏遍戈壁共草原， 二十五年前， 連克千重關(guān)， 群力奮戰(zhàn)自當(dāng)先， 捷音頻年傳。 蔑視核訛詐， 華夏創(chuàng)新篇， 君視名利如糞土， 許身國(guó)威壯河山， 功勛澤人間。第二十一張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十二張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 反應(yīng)堆 核電站第二十三張，PPT共三

10、十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、反應(yīng)堆 用人工的方法控制核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度獲得核能的裝置，叫做反應(yīng)堆。 反應(yīng)堆主要由核燃料棒、減速劑、控制棒、冷卻系統(tǒng)和防護(hù)層等構(gòu)成。 第二十四張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 核反應(yīng)堆 通過(guò)受控核裂變反應(yīng)獲得核能的裝置，可使裂變產(chǎn)生的中子數(shù)等于各種過(guò)程消耗的中子數(shù), 以形成所謂的自持鏈反應(yīng)(self-sustaining chain reaction)。 第二十五張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、核電站 利用反應(yīng)堆中的核燃料裂變放出的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電廠，叫做核電站。第二十六張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 前蘇聯(lián)于1954建

11、成世界上第一座核電站；至今已有30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的400多座核電站處在運(yùn)行之中。 右圖列出1995年一些國(guó)家核電占各自總電力的百分率。 第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，科學(xué)家迅速將原子能的利用轉(zhuǎn)向和平用途。第二十七張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、核電是經(jīng)濟(jì)、安全、干凈的能源第二十八張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月世界第一座核反應(yīng)堆（天然鈾52噸、高純石墨1000多噸，總重1400噸）第二十九張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 我國(guó)第一座實(shí)驗(yàn)性反應(yīng)堆是在1954年6月建成投入運(yùn)行的，我國(guó)自行設(shè)計(jì)研制、建造的秦山核電站已經(jīng)運(yùn)行發(fā)電了；廣東大亞灣電站第一期工程也已建成，并運(yùn)行發(fā)

12、電了，全部建成后年發(fā)電量可達(dá)100億度。 因?yàn)殁櫤肆炎冇蟹派湫晕廴?，因而建設(shè)核電站時(shí)必須采用可靠的防護(hù)措施，防止放射性物質(zhì)泄漏，避免造成放射性污染，以保證核電站的安全運(yùn)行。我國(guó)對(duì)核電站的安全非常重視，有專門負(fù)責(zé)安全監(jiān)督的核安全局，保證核能的安全應(yīng)用。第三十張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月秦山核電站第三十一張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十二張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1960年，美國(guó)的德累斯頓沸水堆核電站投入運(yùn)行，它主要由沸水堆本體、蒸汽給水系統(tǒng)和其它輔助系統(tǒng)組成。目前這種類型的核電站所占比例僅次于壓水堆核電站，我國(guó)目前沒(méi)有這種類型的核電站。1968年，加拿大角坎杜堆核電站運(yùn)行，它由重水堆本體、一次冷卻回路、二次回路及其它輔助系統(tǒng)組成。目前，這種類型核電站所站比例排在第三位，我國(guó)在建的秦山三期核電站即屬這種類型。1974年，