核能的发展与利用课件.ppt

1、核能的发展与利用核能的发展与利用演讲人：刘强演讲人：刘强 制作人：朱利民制作人：朱利民 概概 述述 1 1 核能的探索研究核能的探索研究 2 2 核能的获取途径核能的获取途径 3 3 核能的利用核能的利用1 核能的探索和研究核能的探索和研究l1902年，年，居里夫人经过居里夫人经过4年的艰辛努力又年的艰辛努力又发现了放射性元素镭。发现了放射性元素镭。l1905年，年，爱因斯坦提出质能转换公式。爱因斯坦提出质能转换公式。1914年，英国物理学家卢瑟福通过实验，年，英国物理学家卢瑟福通过实验，确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子。子。l1935年，英国物理学家

2、查德威克发现了中年，英国物理学家查德威克发现了中子。子。l 19421942年年1212月月2 2日日 ，美国芝加哥大学成功启动了世，美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。界上第一座核反应堆。l 19451945年年8 8月月6 6日和日和9 9日，美国将两颗原子弹先后投在日，美国将两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎。了日本的广岛和长崎。l 1957年，苏联建成了世界上第一座核电站年，苏联建成了世界上第一座核电站奥布奥布灵斯克核电站。灵斯克核电站。l 继美国之后，苏联，英国，法国和中国也相继研继美国之后，苏联，英国，法国和中国也相继研发出原子弹进入核大国行列，核电站更是如雨后发出原子

3、弹进入核大国行列，核电站更是如雨后春笋般浮现。春笋般浮现。2核能的获取途径核能的获取途径l获取核能主要有两条途径获取核能主要有两条途径l1 1 核裂变核裂变 指由重的原子，主要是指铀或指由重的原子，主要是指铀或钚钚 ，分裂成较轻的，分裂成较轻的原子原子的一种形式。的一种形式。l2 2 核聚变核聚变 由质量小的由质量小的原子原子，主要是指氘，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相发生原子核互相聚合反应聚合反应，生成新的质量，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的更重的原子核，并伴随着巨大的能量能量释放释放的一种的一种核反应核反应形式

4、形式 核裂变核裂变l铀核分裂时，同样放出中子，从而引起更多的铀核发生裂变。铀核分裂时，同样放出中子，从而引起更多的铀核发生裂变。于是裂变反应便会连锁式地持续下去这种现象叫做于是裂变反应便会连锁式地持续下去这种现象叫做链式反应链式反应。l如果链式反应不加控制，在极短时间（约百万分之几秒）会如果链式反应不加控制，在极短时间（约百万分之几秒）会 释放出大量的核能，发生猛烈爆炸，而这就是研制原子弹的释放出大量的核能，发生猛烈爆炸，而这就是研制原子弹的 原理。原理。l为便于和平利用核能，必须控制链式反应的速度，使核能缓为便于和平利用核能，必须控制链式反应的速度，使核能缓 慢而又平稳地释放出来。为此，人们

5、制成了一种专门装置慢而又平稳地释放出来。为此，人们制成了一种专门装置-核反应堆。它是核反应堆。它是核电站核电站的核心组成部分。的核心组成部分。核聚变核聚变 l 当四个氢原子在高温下靠得很近时，四个质子会当四个氢原子在高温下靠得很近时，四个质子会撞到一起时，其中两个会发生衰变，释放出两个撞到一起时，其中两个会发生衰变，释放出两个反中反中微子微子和和正电子正电子，变成，变成中子中子。这两个正电子会。这两个正电子会与原子核外电子相互湮灭，形成两个光子；剩下与原子核外电子相互湮灭，形成两个光子；剩下的一共有两个中子、两个质子和两个电子，恰好的一共有两个中子、两个质子和两个电子，恰好形成一个形成一个氦原

6、子氦原子。l 核聚变释放的能量比核裂变更大核聚变释放的能量比核裂变更大l 无高端核废料，可不对环境构成大的污染无高端核废料，可不对环境构成大的污染l 燃料供应充足，地球上重氢有燃料供应充足，地球上重氢有1010万亿吨（每万亿吨（每1 1升海升海水中含水中含3030毫克氘，而毫克氘，而3030毫克氘聚变产生的毫克氘聚变产生的能量能量相相当于当于300300升汽油）升汽油）l 但是人们现在还不能进行受控核聚变，这主要是但是人们现在还不能进行受控核聚变，这主要是因为进行核聚变需要的条件非常苛刻。发生核聚因为进行核聚变需要的条件非常苛刻。发生核聚变需要在变需要在1 1亿度的高温，此外还有许多难以想象的

7、亿度的高温，此外还有许多难以想象的困难需要克服。困难需要克服。此数据来自百度文库此数据来自百度文库核裂变核裂变3 3核能的利用核能的利用 原子弹原子弹 氢弹氢弹 核电站核电站 原子弹原子弹 主要利用主要利用 铀铀235235(厬厬U)U)或或钚钚-239-239(厱厱PuPu)等重等重原子核原子核的裂的裂变变链式反应链式反应原理制成的裂变武器原理制成的裂变武器,通常称为原子弹通常称为原子弹 。原子弹不但在爆炸瞬间就能产生超强的破坏力，其释放的原子弹不但在爆炸瞬间就能产生超强的破坏力，其释放的放射性物质更能在今后数十乃至数百年间危害着该区域的放射性物质更能在今后数十乃至数百年间危害着该区域的生态

8、系统。生态系统。19451945年年8 8月月 美国在广岛投下代号美国在广岛投下代号“小男孩小男孩”的原子弹，的原子弹，重约重约41004100公斤，核装药铀公斤，核装药铀235235，威力相当于，威力相当于14001400吨吨TNTTNT，当，当场造成场造成7878万人丧生。三天后又在长崎投下万人丧生。三天后又在长崎投下“胖子胖子”，以，以钚钚-239-239为核装药，威力估计为核装药，威力估计2000020000吨吨TNTTNT，造成，造成2323万人丧万人丧生生 此数据来自百度文库此数据来自百度文库氢弹氢弹核武器的一种，是利用原子弹爆炸的能量点燃氢核武器的一种，是利用原子弹爆炸的能量点燃

9、氢的同位素的同位素氘（氘（D D）、氚（）、氚（T T）等质量较轻的原子的等质量较轻的原子的原子核发生核聚变反应（热核反应）瞬时释放出原子核发生核聚变反应（热核反应）瞬时释放出巨大能量的核武器巨大能量的核武器 。氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同，利用氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同，利用核反应核反应的光热辐射、的光热辐射、冲击波冲击波和感生放射性造成杀伤和破和感生放射性造成杀伤和破坏作用，以及造成大面积放射性污染，阻止对方坏作用，以及造成大面积放射性污染，阻止对方军事行动以达到战略目的的大杀伤力武器，但威军事行动以达到战略目的的大杀伤力武器，但威力比原子弹大得多。原子弹的威力通常为力比原子弹大得多

10、。原子弹的威力通常为几百至几百至几几万吨级万吨级TNTTNT当量，氢弹的威力则可大至当量，氢弹的威力则可大至几千万吨几千万吨级级TNTTNT当量。还可通过设计增强或减弱其某些杀伤当量。还可通过设计增强或减弱其某些杀伤破坏因素，其战术技术性能比原子弹更好，用途破坏因素，其战术技术性能比原子弹更好，用途也更广泛，其爆炸达到的温度约为也更广泛，其爆炸达到的温度约为100100亿亿度，亦即度，亦即太阳中心温度的太阳中心温度的10001000倍。倍。此数据来自百度文库此数据来自百度文库 核电站核电站核电站就是利用一座或若干座动力反应堆所产生核电站就是利用一座或若干座动力反应堆所产生的热能来发电或发电兼供

11、热的动力设施。反应堆的热能来发电或发电兼供热的动力设施。反应堆是核电站的关键设备，链式裂变反应就在其中进是核电站的关键设备，链式裂变反应就在其中进行。行。截止截止20122012年年1111月，全世界核电运行机组共有月，全世界核电运行机组共有437437台，在建台，在建机组机组6464座。全世界在运行的机组总装机座。全世界在运行的机组总装机容量达容量达371,762 371,762 兆瓦。兆瓦。此数据来自百度文库此数据来自百度文库大亚湾核电站大亚湾核电站秦山三期重水堆核电站秦山三期重水堆核电站 岭澳一期核电站岭澳一期核电站 秦山核电站图片秦山核电站图片 鸣谢：百度文库鸣谢：百度文库 维基百科维基百科 百度图片百度图片