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1、第二十二章能源与可持续发展第二节核能现在学习的是第1页，共31页原子弹爆炸时形成的蘑菇云现在学习的是第2页，共31页原子弹爆炸时产生的蘑菇云原子弹爆炸时产生的蘑菇云现在学习的是第3页，共31页氢弹爆炸产生的蘑菇云氢弹爆炸产生的蘑菇云现在学习的是第4页，共31页第第2 2节节 核能核能第二十二章 能源和可持续发展现在学习的是第5页，共31页原子核原子核（正）（正）核外电子核外电子（负）（负）质子质子（正）（正）中子中子（不带电）（不带电）现在学习的是第6页，共31页一、核能一、核能原子核发生改变所产生的能量原子核发生改变所产生的能量（一）定义：（一）定义：我国第一颗原子弹爆我国第一颗原子弹爆炸时
2、的情景炸时的情景我国第一颗氢弹爆炸我国第一颗氢弹爆炸时的情景时的情景现在学习的是第7页，共31页1、裂变：、裂变：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新个新原子核，并释放能量的过程原子核，并释放能量的过程链式反应链式反应即：一个重核分裂成两个中等大小的核。即：一个重核分裂成两个中等大小的核。（二）获得核能有两种途径（二）获得核能有两种途径核反应核反应现在学习的是第8页，共31页裂变：裂变：用高速运动的中子轰击铀核，铀核分裂为多个核，典型的用高速运动的中子轰击铀核，铀核分裂为多个核，典型的反应是分为钡和氪，并放出反应是分为钡和氪，并放出3个中子。个中子。194
3、6-1948年我年我国物理学家钱三强国物理学家钱三强夫妇从实验中观察夫妇从实验中观察到铀核的到铀核的3分裂和分裂和4分裂现象。分裂现象。现在学习的是第9页，共31页 铀核裂变的时候要放出一些中子，这些中子铀核裂变的时候要放出一些中子，这些中子又可引起其它的铀又可引起其它的铀235235核裂变，就可使裂变反应核裂变，就可使裂变反应不断进行下去，这种反应叫做不断进行下去，这种反应叫做链式反应链式反应。1千克的铀全部裂变释放出千克的铀全部裂变释放出2000吨的煤完全燃吨的煤完全燃烧释放的能量。烧释放的能量。200辆辆1千克千克现在学习的是第10页，共31页现在学习的是第11页，共31页 链式反应现在
4、学习的是第12页，共31页原子弹原子弹（1）链式反应如果不加控制）链式反应如果不加控制 （大量原子（大量原子核就会在极短时间里发生裂变，释放出极大的能量，核就会在极短时间里发生裂变，释放出极大的能量，进而产生毁灭性的破坏力。）进而产生毁灭性的破坏力。）现在学习的是第13页，共31页核电站核电站（2）是利用可控链式反应释放出能量发电）是利用可控链式反应释放出能量发电反应堆。反应堆。核能核能内能内能机械能机械能电能电能核心设备：核心设备：能的转化：能的转化：现在学习的是第14页，共31页秦山核电站我国第一座自行设计我国第一座自行设计建造的核电站建造的核电站现在学习的是第15页，共31页大亚湾核电站
5、大亚湾核电站现在学习的是第16页，共31页 核反应堆核裂变产生的大量的核能使水汽化变成水蒸气，水蒸气带动汽轮机工作，汽轮机推动发电机发电，实现了核能向电能的转化。现在学习的是第17页，共31页核能的和平利用核能的和平利用核电站核电站 思考：在电站工作过程中，能是如何转化的？思考：在电站工作过程中，能是如何转化的？核能核能内能内能机械能机械能电能电能 现在学习的是第18页，共31页3、存在的问题、存在的问题放射性污染放射性污染放射性物质的标志放射性物质的标志现在学习的是第19页，共31页氚核氚核氘核氘核氦核氦核一个中子（随能一个中子（随能量释放）量释放）2 2、聚变、聚变、聚变、聚变 2个质量较
6、小的原子核结合成质量较大的新核，个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。同时释放出能量的过程。氢弹氢弹热核反应热核反应聚变威力比裂变更大聚变威力比裂变更大即：两个轻核结合成一个较大的核。即：两个轻核结合成一个较大的核。特警：现在学习的是第20页，共31页现在学习的是第21页，共31页氢弹爆炸产生的蘑菇云氢弹爆炸产生的蘑菇云现在学习的是第22页，共31页 在太阳内部，氢核在极高温度下聚变成氦在太阳内部，氢核在极高温度下聚变成氦核，在这过程中释放出的惊人能量。不过这种核，在这过程中释放出的惊人能量。不过这种聚变过程聚变过程，不是一次反应就能完成的，要经过几，不是一次反应就能完
7、成的，要经过几次反应才能把四个氢核聚合成一个氦核。太阳正次反应才能把四个氢核聚合成一个氦核。太阳正是靠这种反应以惊人的巨大功率，向宇宙空间辐是靠这种反应以惊人的巨大功率，向宇宙空间辐射能量的。射能量的。现在学习的是第23页，共31页现在学习的是第24页，共31页射线：射线：带两个单位正电荷（氦核）带两个单位正电荷（氦核）射线：射线：带一个单位负电荷（电子）带一个单位负电荷（电子）射线：不带电射线：不带电（中子）（中子）大剂量放射线对人畜大剂量放射线对人畜会造成很大的伤害；但会造成很大的伤害；但是，如果用较小的剂量，是，如果用较小的剂量，并谨慎地加以控制，射并谨慎地加以控制，射线也可以为人类做许
8、多线也可以为人类做许多事。事。放射性物质的标志放射性物质的标志现在学习的是第25页，共31页三、核能利用的环境影响评价和对策三、核能利用的环境影响评价和对策（了解哈）（了解哈）1、核辐射环境影响事例、核辐射环境影响事例现在学习的是第26页，共31页2、核电站的安全运行技术、核电站的安全运行技术(1)(1)三道屏障三道屏障 为防止放射性物质为防止放射性物质外逸设置了三道屏障：外逸设置了三道屏障：燃料芯块和燃料芯块和密封的燃密封的燃料包壳；料包壳；坚坚固的固的压压力容器和力容器和密密闭闭的一回路系的一回路系统统；安全壳安全壳。现在学习的是第27页，共31页2、核电站的安全运行技术、核电站的安全运行
9、技术(2)(2)多重保护多重保护进进行正常停堆。行正常停堆。因任何原因未能正常停堆因任何原因未能正常停堆时时，控制棒自，控制棒自动动落入堆内，落入堆内，实实行自行自动紧动紧急停堆。急停堆。如因任何原因控制棒未能插入，高深度硼如因任何原因控制棒未能插入，高深度硼酸水自动喷入堆内，实现自动紧急停堆。酸水自动喷入堆内，实现自动紧急停堆。(3)(3)专设安全设施专设安全设施现在学习的是第28页，共31页3 3、核燃料的安全循环使用和处理、核燃料的安全循环使用和处理现在学习的是第29页，共31页4 4、核电站的废料安全处理、核电站的废料安全处理现在学习的是第30页，共31页5 5、核电站对环境和人体的影响、核电站对环境和人体的影响人体能够耐受一次0.25希沃特的集中照射而不致遭到损伤国家规定:从事放射性工作的人员每年不超过0.05希沃特，核设施周围居民每年不超过0.001希沃特，也就是每年不超过1毫希沃特，核电站对人造成的实际剂量比上述限量要小得多。中国核工业集团公司为核电站规定的管理标准，对周围居民的照射不得超过0.25毫希沃特/年。现在学习的是第31页，共31页