课件32张PPT。核 能 第二十二章 第2节提到核能我们就不得不想到—原子弹 1945年8月6日和8月9日,美国将两颗外号为“小男孩”和“胖子”的原子弹,分别投到日本的广岛和长崎,原子弹爆炸时释放出的巨大能量将两座城市在瞬间化为废墟。8月15日日本无条件投降。二战末美国在日本广岛、长崎投下了两枚原子弹 广岛被核袭后 (1)广岛被核袭后 (2) 爆炸区1.6公里内的所有生物全都荡然无存。离发射场800米的一座32吨重的钢塔成了一堆扭曲的废物。发射场周围800米的沙粒被融化成玻璃体,绿色透明似翡翠。 背景介绍我国第一颗原子弹我国第一颗氢弹 背景介绍1964年1967年 按现在的能源消耗速度,世界上的石油、天然气和煤等生物化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽。 我们呼唤新能源—核能原子核
(正)核外电子
(负) 质子
(正) 中子
(不带电)1.原子结构原子弹这么巨大的能量是如何产生的呢?原子是由原子核和
核外电子组成。原子核 原子、原子核原子核 许多带正电的质子拥挤在一个小小的原子核中,它们之间必然产生很大的排斥力,可它们为什么还能紧紧地结合在一起呢? 因为原子核内各个粒子间还存在一种强大的吸引力---核力. 原子核变化时就可能释放出惊人的能量----核能.二、获得核能的途径(2)聚变一、核能 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. (1)裂变 1938年,科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核,使其发生了裂变。
1 kg铀全部裂变,释放的能量超过2 000 t煤完全燃烧时释放的能量。 用中子轰击铀核,铀核才能发生裂变,放出能量。
外界中子停止轰击,裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢?1.发生裂变的条件 裂变那么,地球上的能源是否是无尽的呢? 将火柴搭成左下图所示结构,点燃第一根火柴后,会发生什么?2.链式反应 用中子轰击铀235原子核,铀核在分裂时,会释放出核能,同时还会产生几个新的中子,这些中子会继续轰击其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变,并释放出大量核能,这就是裂变中的链式反应。想想议议那么,地球上的能源是否是无尽的呢?2.链式反应 用中子轰击铀235原子核,铀核在分裂时,会释放出核能,同时还会产生几个新的中子,这些中子会继续轰击其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变,并释放出大量核能,这就是裂变中的链式反应。三 、核能的和平利用――核电站如果使原子核的裂变和聚变在可控制的条件下缓慢进行,释放的核能就可有效地利用。 核能的和平利用――核电站 在电站工作过程中,能是如何转化的? 核能→内能→机械能→电能 核电站利用核能发电,它的核心设备是反应堆。核电站利用反应堆产生的内能,通过蒸汽轮机做功,带动发电机发电。 1942年,人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。 目前,全世界已经建成了几百座核电站,核电发电量接近全球发电量的1/5。核电站核电站与传统火力电站的比较法国1980年到1986年间核电占总发电量的比例由24%提高到 70%,在此期间法国总发电量增加40%,而排放的硫氧化物 却减少了9%,尘埃减少了36%,大气质量有明显改善。
秦山核电站大亚湾核电站我国核电站 链式反应如果不加以控制,大量原子核就在一瞬间发生裂变。释放出极大的能量。 在人类实现可控核裂变大约三年后,即1945年,利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。原子弹的威慑力导致人们对核电站的恐惧!放射线α射线:带两个单位正电荷(氦核)β射线:带一个单位负电荷(电子)γ射线:不带电(中子) 大剂量放射线对人畜会造成很大的伤害;但是,如果用较小的剂量,并谨慎地加以控制,射线也可以为人类做许多事。放射性物质的标志核能的军事应用 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◆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。 将质量较小的原子核结合起来,也会释放出巨大的核能。氦核中子 氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子,能释放大量核能。这一过程就是聚变。 聚变能量聚变氘核、氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变,可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变在瞬间释放的能量。氢弹爆炸 可控聚变尚未实现,海水中蕴藏着丰富的氘核,科学家预言,通过可控聚变来利用核能,将有望彻底解决人类能源问题。核能裂变聚变原子弹核反应堆氢弹课堂小结