核能课件(共23张PPT)

课件23张PPT。核 能 1945年8月8日美国向日本广岛投下了第一颗原子弹，造成七万多人死亡、六万多人受伤；1945年8月10日，又将匆忙装配的最后一颗原子弹，投到日本长崎，再次造成三万多人死亡、六万多人受伤。两座城市均遭巨大破坏。
核能发现的历史回顾“原子”概念的提出以及电子、质子、中子的发现。
公元前五世纪——古希腊思想家德谟克利特提出朴素的原子论，
认为宇宙万物 是由看不见、摸不着、无重量
实心的无法分割的微粒“原子”组成。
19世纪末——英国物理家约翰·汤姆逊在做阴极射线管实验时发现
了电子。
1914年 ——卢瑟福通过实验确定氢原子核是一个正电荷单元，称
为质子。
钋和镭的发现
1898~1902年——居里夫人发现新的放射性元素钋和镭。核能发现的历史回顾
质能转换公式的提出
1905年——爱因斯坦提出质能转换公式
首次人工核反应的实现
1919年——卢瑟福用氢原子核轰击氮原子核打出质子，首次
实现人工核反应
首次人工放射性同位素的制成
1934年——居里夫妇用氦原子轰击铝靶，制得磷-30， 首次
获得人工反射性同位素。
核裂变的发现
1938年——德国放射化学家奥托·哈恩及其助手发现核裂变。
。
核能应用的反应原理
概述：
核能主要是指裂变能和聚变能。前者是铀、
钚等重元素的核分裂时释放出来的能量;
后者是氘、氚等轻元素的核聚合时释放出来
的能量。
核能应用的反应原理1．裂变能 裂变能来自某些重核的裂变。例如铀－235核的分裂方式有许多种，下面的式子表示的只是其中之一种：
铀－235核裂变时除放出裂变能外还释放出
平均约2．5个裂变中子，这些裂变中子又可以
去轰击别的铀一235核，引发裂变放出裂变能
和裂变中子。在一定条件下，裂变反应可以不
间断地进行下去，这种反应就叫做链式反应。
核能应用的反应原理2．聚变能 聚变能来自某些轻元素的原子核的聚合。例如一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时发生如下的反应： 现在人们已经知道，太阳能实际上是太阳中进行的核聚变的产物，本质上也是核能。我们现在利用的煤炭、石油、水力等能源，都是由太阳能转化而来，溯其源也是核能。至于地热资源，也是地芯内放射性物质衰变所发出的能量。因此我们可以说，人类利用和赖以生存的一切能源，直接或间接都来自核能。人工核反应堆的诞生 1942年12月2日，在美国芝加哥大学体育场西看台底下的一个网球厅内，著名科学家恩里科·费米领导一批科学家，聚精会神地操纵着一座由40吨天然铀短棒和385吨石墨砖构成的庞然大物。下午3点25分，启动运行成功。
这个庞然大物就是世界上第一座人工核反应堆。人工核反应堆的诞生A：核裂变的应用
裂变核能已成为安全清洁经济的工业能源
裂变核反应堆

用途：
动力堆——用于发电供热，合作为推进动力，核
电站。
生产堆——生产裂变材料。
研究试验堆——利用射线进行研究。
特殊用途堆——医疗等。
分类（常见动力堆分类）：
压水堆，沸水堆，压力管式重水堆，高温气冷堆等。人工核反应堆的诞生B：核聚变的应用
几十年来受控核聚变研究受到国际广泛重视，投入大量人力和资金开展各种试验研究，其目的是要实现核聚变能的和平利用，建立核聚变堆及聚变能电站。
当前开展核聚变研究的最重大的国际合作项目，就是建造国际热核实验堆（ITER）。
1987年春，IAEA总干事邀请了欧共体、日、美、苏的代表在维也纳开会，讨论加强聚变国际合作问题。它们达成了共同协议，联合进行ITER概念设计和辅助研究开发活动。 国际热核试验堆的主要目的是实现氘氚燃料点火并持续燃烧，最终实现氘氚燃料的稳定燃烧。另外也进行聚变工艺技术一体化试验。 人工核反应堆的诞生聚变能源不仅极其丰富，而且更加安全、清洁
聚变反应时没有临界质量问题，燃料的装量少，即使失控也不会产生严重事故。
氘、氚聚变反应中产生的氦是没有放射性的。
聚变堆没有剩余发热的问题 地球上的聚变燃料，对于满足未来的需要来说，是无限丰富的。聚变能源的开发，将“一劳永逸”地解决人类的能源需要 §核能的应用◎核能的军事应用

◎核能的和平应用
核能的军事应用
三十年代末铀-235裂变的现象发现后，科学家认识到这是一种巨大的能量来源，有可能制造成威力空前的核武器。
　　核武器是利用链式裂变反应或核聚变反应在瞬间释放出巨大能量、产生爆炸、具有大规模杀伤破坏作用的武器。
　　核武器可以制成弹头，由导弹、火箭运载，可在路上发射，在飞机上发射，或在舰艇上从水面或水下发射；也可以制成炸弹，由飞机投掷；还可以制成炮弹，由火炮发射，或制成鱼雷、地雷等，这些是战术核武器。
核能的军事应用※　当第二次世界反法西斯战争处于最艰难的时刻，第一座反应堆刚建成不久，作为中间工厂的试验性生产堆的建造工作就于1943年初在橡树岭开始了。到1945年秋，美国陆续制造出三颗原子弹。
※　美国第一艘核潜艇的陆上模式堆1953年3月建成，并于1953年6月发出电力。1954年1月第一艘核潜艇下水，并于1955年服役 。1958年8月3日它又完成了人类史上第一次从冰下穿越北极的航行。
※ 　前苏联1961年10月30日，在新地岛进行了超级氢弹爆炸试验，其杀伤范围半径为1000千米是迄今为止世界上爆炸过的威力最大的氢弹。　　核能的军事应用　　除了在潜艇上使用核动力有巨大的优越性外，水面舰艇使用核动力也具有续航力大及航速高的优点，还可以为舰队的其他常规动力舰只携带燃料，所以美、俄等国家已建造了多艘核动力航空母舰等水面舰艇。
　　核潜艇和生产堆的研制，为民用核动力的发展准备了技术条件，奠定了工业基础。和平利用核能，从军用过渡到民用，是核能发展历史的必然趋势。
核能的和平应用　　核能的和平利用，主要就是利用核反应堆。反应堆通过核燃料的链式裂变反应释放出核能，并产生大量的中子，因此，核反应堆既是强大的能源，又是强大的中子源。核能的和平应用★　1954年在库尔恰托夫的主持下，苏联建成了世界上第一座核电站——奥布灵斯克核电站。从此，核电站便在世界各地蓬勃发展起来。
★　世界上第一个沸水堆核电站建于美国伊利诺伊州，名为德累斯顿，于1959年调试，1960至1982运行。
★大亚湾核电站于1987年8月开工兴建，到1994年5月，成功建成了我国大陆第一座大型商业核电站。核能的和平应用　　核电站遵循纵深防御和多重屏障的安全原则进行设计，有效地防止了放射性物质的外逸，有效保护了工作人员和周围居民的安全。尽管反应堆是一种有较大潜在危险的能源，但由于采取了一系列特殊的安全措施，可以说做到了层层把关、纵深设防、万无一失，使它比消耗化石燃料的装置安全得多，对环境的影响也清洁得多。辐射防护与核安全　　1 9 8 6 年4 月2 6 日1 时2 3 分4 4 秒，乌克兰切尔诺贝利核电站4 号机组核反应堆发生爆炸，霎时引起一片火海。反应堆内的放射性物质大量泄漏，乌克兰一半以上的土地遭到了不同程度的核污染，1 3 万居民被迫迁移他乡，3 0 0 多万人受到核辐射侵害。成为人类和平利用核能历史上最惨痛的悲剧。辐射防护与核安全辐射危害
　　由于辐射引起电离和电子激发而破坏各种分子，从而破坏人体细胞造成伤害。
　　辐射会使人体组织细胞的功能、代谢活动和分裂繁殖能力受损。当辐射达到一定剂量时，会引起细胞死亡，或者细胞内ＤＮＡ分子变化或染色体畸变，从而引起细胞变异。◆辐射防护与核安全◆辐射的防护
　——外照射防护
　　外照射分为两类：一是低剂量率、小剂量水平下的持续照射；二是中高剂量率、大剂量水平下的短时间照射。
　　对于该种照射的防护可采用距离防护、时间防护和屏蔽防护三种方法。
　——内照射防护
　　放射性物质进入人体内部会引起内照射，进入人体的放射性元素会在体内转移、沉积和排出。
　　其防护方法主要是湿式操作和进行封闭。辐射防护与核安全◆核安全
　我们应该认识到这样的事实：
　　　　核反应堆不是原子弹，它不会爆炸；
　　　　由于核能与放射性密不可分，因此它一出现
　　时，工程师和科学家们就制定了一系列的规范和
　　措施来保证它的安全性，因此核能是非常安全的
　　能源；
　　　　核能发生事故的可能性比其他能源、其他领域　　
　　发生事故的可能性小得多。核能的优越性安全
清洁
能量巨大