第十七章 能源與可持續(xù)發(fā)展 第二節(jié) 核能_第1頁
第十七章 能源與可持續(xù)發(fā)展 第二節(jié) 核能_第2頁
第十七章 能源與可持續(xù)發(fā)展 第二節(jié) 核能_第3頁
第十七章 能源與可持續(xù)發(fā)展 第二節(jié) 核能_第4頁
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第十七章能源與可持續(xù)發(fā)展第二節(jié)核能第1頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四二、獲得核能的途徑(2)聚變一、核能

原子核是可以改變的,且在分裂和聚合過程中還會釋放出巨大的能量,這種能量叫做核能.(1)裂變(原子核能)第2頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四二、獲得核能的途徑(2)聚變一、核能

原子核是可以改變的,且在有些改變的過程中還會釋放出巨大的能量,這種能量叫做核能.(1)裂變不受控的鏈式反應(yīng)原子彈氫彈受控的鏈式反應(yīng)核電站第3頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四二、獲得核能的途徑(2)聚變一、核能

原子核是可以改變的,且在有些改變的過程中還會釋放出巨大的能量,這種能量叫做核能.(1)裂變不受控的鏈式反應(yīng)原子彈氫彈受控的鏈式反應(yīng)核電站第4頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四(1)裂變科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)用中子轟擊鈾235時,鈾核會分裂成大小差不多的兩部分,這種現(xiàn)象叫做裂變.1kg鈾中的鈾核如果全部發(fā)生裂變,釋放出的能量大約相當于2500t的標準煤完全燃燒所放出能量.裂變第5頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四裂變重核裂變質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個質(zhì)量相近的新核,并釋放出能量的過程。原子彈――根據(jù)核裂變的原理制成。屬于不受控制的鏈式反應(yīng)的結(jié)果!第6頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四鈾核裂變的時候要放出一些中子,這些中子又可引起其它的鈾235核裂變,就可使裂變反應(yīng)不斷進行下去,這種反應(yīng)叫做鏈式反應(yīng)。鏈式反應(yīng)是可以控制的。1千克的鈾全部裂變釋放出2500噸的煤完全燃燒釋放的能量。200輛1千克第7頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四

用中子轟擊鈾核,使鈾核發(fā)生裂變,放出能量.鈾核分裂時,還同時放出2~3個中子,又可以轟擊其它鈾核,使它們也發(fā)生裂變.這些鈾核分裂時,同樣放出中子,從而引起更多的鈾核發(fā)生裂變.于是裂變反應(yīng)便會鏈鎖式地自行持續(xù)下去.這種現(xiàn)象叫做鏈式反應(yīng).

鏈式反應(yīng)第8頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四核能的釋放——原子彈爆炸如果對裂變的鏈式反應(yīng)不加控制,在極短時間(約百萬分之幾秒)會釋放出大量核能,發(fā)生猛烈爆炸,原子彈就是根據(jù)這個原理制成的.第9頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四原子彈爆炸被原子彈毀壞的建筑物設(shè)疑:

核能巨大,難道只能用于戰(zhàn)爭嗎?如何才能有效地控制核能的釋放?原子彈爆炸核彈頭第10頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四核反應(yīng)堆為便于和平利用核能,必須控制鏈式反應(yīng)的速度,使核能緩慢而又平穩(wěn)地釋放出來.為此,人們制成了一種專門裝置——核反應(yīng)堆.核反應(yīng)堆能緩慢、平穩(wěn)地釋放核能.第11頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四應(yīng)用:核電站:是利用可控鏈式反應(yīng)釋放出能量發(fā)電。核心設(shè)備是反應(yīng)堆。第12頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四使原子核的裂變在可控制的條件下緩慢進行,釋放的核能就可有效地利用。第13頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四核能的和平利用――核電站思考:在電站工作過程中,能量是如何轉(zhuǎn)化的?核能內(nèi)能機械能電能第14頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四田灣核電站秦山核電站嶺奧核電站大亞灣核電站第15頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四湖北咸寧大畈核電站7月動工為我國首座內(nèi)陸核電站效果圖第16頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四核動力潛艇核動力巡洋艦核動力航母使原子核的裂變在可控制的條件下緩慢進行第17頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四(2)聚變科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),某些質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核時,也能釋放出核能,這種現(xiàn)象叫做核聚變,簡稱聚變.聚變是獲得大量核能的另一重要途徑.前面講過,原子彈是利用重核裂變現(xiàn)象制成的.而另一種威力更大的核武器——氫彈,則是利用輕核聚變現(xiàn)象制成的.第18頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四聚變又叫熱核反應(yīng)一個氘核由一個質(zhì)子和一個中子組成,一個氚核由一個質(zhì)子和二個中子組成,它們發(fā)生聚變反應(yīng)結(jié)合成由二個質(zhì)子和二個中子組成的氦核時,要放出一個中子,并釋放出核能.一定質(zhì)量的氘核和氚核聚變時放出的能量要比等量的鈾核裂變時放出的能量大幾倍.聚變需要在幾百萬攝氏度的高溫下才能發(fā)生,因此聚變又叫熱核反應(yīng).第19頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四輕核聚變 2個質(zhì)量較小的原子核在高溫高壓條件下聚合成質(zhì)量較大的新核,同時釋放出能量的過程。第20頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四氫彈――根據(jù)核聚變的原理制成。威力比原子彈還大。第21頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四11964年10月16日15時(北京時間),中國第一顆原子彈在新疆羅布泊爆炸成功,中國從此成為核俱樂部的第五個成員。

1967年

6月17日,中國第一顆氫彈爆炸成功。

第22頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四自然界中的熱核反應(yīng)自然界中,太陽內(nèi)部的溫度高達攝氏1千萬度以上,在那里就進行著大規(guī)模的聚變反應(yīng).太陽輻射出的光和熱,正是由聚變反應(yīng)釋放的核能轉(zhuǎn)化而來的.可以說,地球上的人類每天都享用著聚變釋放出的能量.第23頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四自然界中,太陽內(nèi)部的溫度高達攝氏1千萬度以上,在那里就進行著大規(guī)模的聚變反應(yīng).太陽輻射出的光和熱,正是由聚變反應(yīng)釋放的核能轉(zhuǎn)化而來的.可以說,地球上的人類每天都享用著聚變釋放出的能量.第24頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四

國際熱核計劃

國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆(簡稱國際熱核計劃,英文縮寫為ITER)早在1985年就由原蘇聯(lián)在美蘇日內(nèi)瓦峰會上提出,1986年開始設(shè)計和籌建,1998年基本完成前期工作。國際熱核計劃將歷時35年,總投資額將超過100億美元。目前,該計劃共有7方參與,分別是歐盟、中國、美國、日本、韓國、俄羅斯和印度。歐盟承擔40%的研發(fā)費用,其他6方各承擔10%

該計劃是為驗證全尺寸可控核聚變技術(shù)的可行性而設(shè)計的,其原理類似太陽發(fā)光發(fā)熱,即在上億攝氏度的高溫條件下,利用氫的同位素氘、氚的聚變反應(yīng)釋放出核能。核聚變使用的氘、氚可從海水中提取,而且不產(chǎn)生溫室氣體及高放射性核廢料,因此被認為是未來人類能源的希望所在。

與目前的核電站不同,聚變反應(yīng)堆從本質(zhì)上講不會發(fā)生泄漏,所以國際熱核實驗反應(yīng)堆和下一代核聚變反應(yīng)堆不會發(fā)生重大事故。另外,它也不對環(huán)境和周圍居民構(gòu)成威脅。

第25頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四核聚變發(fā)電的優(yōu)點:

1.能量巨大

2.資源豐富

3.成本低謙4.安全清潔無染污目前輕核聚變不可控制第26頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四核地獄——切爾諾貝利核電站第27頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四核泄露的結(jié)果——老鼠大如貓第28頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四

1.為防止放射性灰塵沉降時隨呼吸道吸入人體內(nèi)和降落到皮膚上,污染區(qū)的人要及時戴好防毒面具或口罩。也可用濕毛巾捂住口鼻,扎好褲口、袖口、領(lǐng)口,用雨衣、塑料布及床單等就便物品把暴露皮膚遮蓋起來,轉(zhuǎn)入安全地帶。

防核幅射:2.處于放射性物質(zhì)沉降地區(qū),應(yīng)關(guān)閉門窗,防止放射性灰塵進入室內(nèi),盡量減少室外活動,這樣可以減輕核輻射傷害。第29頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四第30頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四第31頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四第32頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四一、核能---原子核發(fā)生改變所產(chǎn)生的能量獲得核能有兩種途徑1、裂變2、聚變-質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核,并釋放能量的過程是使2個質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成較大的新核,并釋放能量的過程例:原子彈例:氫彈

太陽--鏈式反應(yīng)--熱核反應(yīng)3、聚變威力更大第33頁,共34頁,2023年,2月20日,星期四練一練:1.核能是

,它的獲取途徑有兩條,即

。原子核分裂或者聚合時釋放的能量

核裂變核聚變2.核電站是利用

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