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1、第十七章能源与可持续发展第二节核能第一页，本课件共有34页二、获得核能的途径二、获得核能的途径n（2）聚变）聚变一、核能一、核能原子核是可以改变的，且在分裂和聚合过程原子核是可以改变的，且在分裂和聚合过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能.v（1）裂变）裂变（原子核能）（原子核能）第二页，本课件共有34页二、获得核能的途径二、获得核能的途径n（2）聚变）聚变一、核能一、核能原子核是可以改变的，且在有些改变的过程原子核是可以改变的，且在有些改变的过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能.v（1）裂变）裂变不
2、受控的链式反应不受控的链式反应原子弹原子弹氢弹氢弹受控的链式反应受控的链式反应核电站核电站第三页，本课件共有34页二、获得核能的途径二、获得核能的途径n（2）聚变）聚变一、核能一、核能原子核是可以改变的，且在有些改变的过程中还原子核是可以改变的，且在有些改变的过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能.v（1）裂变）裂变不受控的链式反应原不受控的链式反应原子弹子弹氢弹氢弹受控的链式反应受控的链式反应核电站核电站第四页，本课件共有34页(1)裂变n科学家们发现用中子轰击铀科学家们发现用中子轰击铀235时，铀核会分时，铀核会分裂成大小差不多的两部分，这种现象叫
3、做裂裂成大小差不多的两部分，这种现象叫做裂变变.n1kg铀铀中中的的铀铀核核如如果果全全部部发发生生裂裂变变，释释放放出出的的能能量量大大约约相相当当于于2500t的的标标准准煤煤完完全全燃燃烧烧所所放放出能量出能量.裂裂变变第五页，本课件共有34页裂变裂变重核裂变重核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个质个质量相近的新核，并释放出能量的过程。量相近的新核，并释放出能量的过程。原子弹原子弹根据根据核裂变核裂变的原理的原理制成。属于不制成。属于不受控制的受控制的链式链式反应反应的结果！的结果！第六页，本课件共有34页 铀核裂变的时候要放出一些中子，这些中铀
4、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子又可引起其它的铀235235核裂变，就可使裂变核裂变，就可使裂变反应不断进行下去，这种反应叫做反应不断进行下去，这种反应叫做链式反应链式反应。链式反应是可以控制的。链式反应是可以控制的。1千克的铀全部裂变释放出千克的铀全部裂变释放出2500吨的煤完全吨的煤完全燃烧释放的能量。燃烧释放的能量。200辆辆1千克千克第七页，本课件共有34页用用中子中子中子中子轰击铀核，使铀核发生裂变，放出能量轰击铀核，使铀核发生裂变，放出能量.铀核分裂时，铀核分裂时，还同时放出还同时放出23个中子，又可以轰击其它铀核，使它们也发生裂变个中子，又可以轰击其它铀核，
5、使它们也发生裂变.这些铀核分裂时，同样放出中子，从而引起更多的铀核发生裂这些铀核分裂时，同样放出中子，从而引起更多的铀核发生裂变变.于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去.这种现象叫做这种现象叫做链链链链式反应式反应式反应式反应.链链式式反反应应第八页，本课件共有34页核能的释放核能的释放核能的释放核能的释放原子弹爆炸原子弹爆炸原子弹爆炸原子弹爆炸n如果对裂变的链式反应不加控制，在极短时间（约百万分之几如果对裂变的链式反应不加控制，在极短时间（约百万分之几秒）会释放出大量核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原秒）会释放出大量核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据
6、这个原理制成的理制成的.第九页，本课件共有34页原子弹爆炸被原子弹被原子弹毁坏的建毁坏的建筑物筑物设疑：设疑：核能巨大，核能巨大，难道只能用难道只能用于战争吗于战争吗?如何才能如何才能有效地控有效地控制核能的制核能的释放？释放？原子弹爆炸核弹头核弹头第十页，本课件共有34页核反应堆n为为便便于于和和平平利利用用核核能能，必必须须控控制制链链式式反反应应的的速速度度，使使核核能能缓缓慢慢而而又又平平稳稳地地释释放放出出来来.为为此此，人人们们制制成成了了一一种种专专门门装装置置核核反反应应堆堆.n核反应堆能缓慢、平稳地释放核能核反应堆能缓慢、平稳地释放核能.第十一页，本课件共有34页应用：应用：
7、核电站：核电站：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。核心设备是反应堆。核心设备是反应堆。第十二页，本课件共有34页使原子核的使原子核的裂变裂变在在可控制可控制的条件下缓慢进行，的条件下缓慢进行，释放的核能就可有效地利用。释放的核能就可有效地利用。第十三页，本课件共有34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，能量是如何转化的？思考：在电站工作过程中，能量是如何转化的？核能核能内能内能机械能机械能电能电能第十四页，本课件共有34页田湾核电站田湾核电站秦山核电站秦山核电站岭奥核电站岭奥核电站大亚湾核电站大亚湾核电站第十五页，本课件共有34页
8、湖北咸宁大畈核电站湖北咸宁大畈核电站7月动工月动工为我国首座内陆核电站为我国首座内陆核电站效果图第十六页，本课件共有34页核动力潜艇核动力潜艇核动力巡洋舰核动力巡洋舰核动力航母核动力航母使原子核的使原子核的裂变裂变在在可控制可控制的条件下缓的条件下缓慢进行慢进行第十七页，本课件共有34页（2）聚变n科科学学家家们们发发现现，某某些些质质量量较较小小的的原原子子核核结结合合成成质质量量较较大大的的原原子子核核时时，也也能能释释放放出出核能，这种现象叫做核聚变，简称聚变核能，这种现象叫做核聚变，简称聚变.n聚变是获得大量核能的另一重要途径聚变是获得大量核能的另一重要途径.n前面讲过，原子弹是利用重
9、核裂变现象制成前面讲过，原子弹是利用重核裂变现象制成的的.而另一种威力更大的核武器而另一种威力更大的核武器氢弹，氢弹，则是利用轻核聚变现象制成的则是利用轻核聚变现象制成的.第十八页，本课件共有34页聚变又叫热核反应聚变又叫热核反应n一一个个氘氘核核由由一一个个质质子子和和一一个个中中子子组组成成，一一个个氚氚核核由由一一个个质质子子和和二二个个中中子子组组成成，它它们们发发生生聚聚变变反反应应结结合合成成由由二二个个质质子子和和二二个个中中子子组组成成的的氦氦核核时时，要要放放出出一一个个中中子子，并释放出核能并释放出核能.n一一定定质质量量的的氘氘核核和和氚氚核核聚聚变变时时放放出出的的能能
10、量量要要比比等等量量的的铀核裂变时放出的能量大几倍铀核裂变时放出的能量大几倍.n聚聚变变需需要要在在几几百百万万摄摄氏氏度度的的高高温温下下才才能能发发生生，因因此此聚变又叫热核反应聚变又叫热核反应.第十九页，本课件共有34页轻核聚变轻核聚变2个质量较小的原子核在高温高压条件个质量较小的原子核在高温高压条件下下聚合聚合成质量较大的新核，同时释放出能量成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。的过程。第二十页，本课件共有34页氢弹氢弹根据根据核聚变的原理核聚变的原理制成。威力比制成。威力比原子弹还大。原子弹还大。第二十一页，本课件共有34页年年10月月16日日15时时（北京时间）（北京时间），中国
11、第一，中国第一颗原子弹在颗原子弹在新疆罗布泊新疆罗布泊爆炸成功，爆炸成功，中国从此成中国从此成为核俱乐部为核俱乐部的第五个成的第五个成员。员。196年年6月月17日，中国第一颗日，中国第一颗氢弹爆炸成功。氢弹爆炸成功。第二十二页，本课件共有34页自然界中的热核反应n自自然然界界中中，太太阳阳内内部部的的温温度度高高达达摄摄氏氏1千千万万度度以以上上，在在那那里里就就进进行行着着大大规规模模的的聚聚变变反反应应.太太阳阳辐辐射射出出的的光光和和热热，正正是是由由聚聚变变反反应应释释放放的的核核能能转转化化而而来来的的.可可以以说说，地地球球上上的的人类每天都享用着聚变释放出的能量人类每天都享用着
12、聚变释放出的能量.第二十三页，本课件共有34页自自然然界界中中，太太阳阳内内部部的的温温度度高高达达摄摄氏氏1千千万万度度以以上上，在在那那里里就就进进行行着着大大规规模模的的聚聚变变反反应应.太太阳阳辐辐射射出出的的光光和和热热，正正是是由由聚聚变变反反应应释释放放的的核核能能转转化化而而来来的的.可可以以说说，地地球球上上的的人人类类每每天天都都享享用用着着聚聚变变释释放放出的能量出的能量.第二十四页，本课件共有34页国际热核计划国际热核计划国际热核聚变实验反应堆（简称国际热核计划，英文缩写为ITER）早在1985年就由原苏联在美苏日内瓦峰会上提出，1986年开始设计和筹建，1998年基本
13、完成前期工作。国际热核计划将历时35年，总投资额将超过100亿美元。目前，该计划共有7方参与，分别是欧盟、中国、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度。欧盟承担40的研发费用，其他6方各承担10该计划是为验证全尺寸可控核聚变技术的可行性而设计的，其原理类似太阳发光发热，即在上亿摄氏度的高温条件下，利用氢的同位素氘、氚的聚变反应释放出核能。核聚变使用的氘、氚可从海水中提取，而且不产生温室气体及高放射性核废料，因此被认为是未来人类能源的希望所在。与目前的核电站不同，聚变反应堆从本质上讲不会发生泄漏，所以国际热核实验反应堆和下一代核聚变反应堆不会发生重大事故。另外，它也不对环境和周围居民构成威胁。第二十五页
14、，本课件共有34页核聚变发电的优点：核聚变发电的优点：能量巨大资源丰富成本低谦安全清洁无染污目前轻核聚目前轻核聚变不可控制变不可控制第二十六页，本课件共有34页核地狱核地狱切尔诺贝利核电站切尔诺贝利核电站第二十七页，本课件共有34页核泄露的结果核泄露的结果老鼠大如猫老鼠大如猫第二十八页，本课件共有34页为防止放射性灰尘沉降时随呼吸道吸入人体为防止放射性灰尘沉降时随呼吸道吸入人体内和降落到皮肤上，污染区的人要及时戴好防毒面内和降落到皮肤上，污染区的人要及时戴好防毒面具或口罩。也可用湿毛巾捂住口鼻，扎好裤口、袖具或口罩。也可用湿毛巾捂住口鼻，扎好裤口、袖口、领口，用雨衣、塑料布及床单等就便物品把暴
15、口、领口，用雨衣、塑料布及床单等就便物品把暴露皮肤遮盖起来，转入安全地带。露皮肤遮盖起来，转入安全地带。防核幅射防核幅射：2处于放射性物质沉降地区，应关闭门窗，处于放射性物质沉降地区，应关闭门窗，防止放射性灰尘进入室内，尽量减少室外活动，防止放射性灰尘进入室内，尽量减少室外活动，这样可以减轻核辐射伤害。这样可以减轻核辐射伤害。第二十九页，本课件共有34页第三十页，本课件共有34页第三十一页，本课件共有34页第三十二页，本课件共有34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获得核能有两种途径获得核能有两种途径1、裂变、裂变2、聚变、聚变质量较大的原子核在中子轰击下分
16、裂成质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放能量的过程个新原子核，并释放能量的过程是使个质量较小的原子核结合成是使个质量较小的原子核结合成较大的新核，并释放能量的过程较大的新核，并释放能量的过程例：原子弹例：原子弹例：氢弹例：氢弹太阳太阳链式反应链式反应热核反应热核反应3、聚变威力更大、聚变威力更大第三十三页，本课件共有34页练一练练一练:1核能是核能是，它的获取途径有两条，即它的获取途径有两条，即和和。原子核分裂或者聚合时释放的能量原子核分裂或者聚合时释放的能量核裂变核裂变核聚变核聚变2核电站是利用核电站是利用发电的，它的核心设备发电的，它的核心设备是是，它是通过，它是通过来获取核能的来获取核能的.其发其发生的生的是可以控制的。其能量转化的途径是是可以控制的。其能量转化的途径是核能核能核反应堆核反应堆链式反应链式反应重核裂变重核裂变核聚变核聚变核裂变核裂变核电站核电站原子弹原子弹核潜艇核潜艇氢弹氢弹太阳内部太阳内部核能内能机械能电能核能内能机械能电能连线题连线题第三十四页，本课件共有34页