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文档简介
4 核能 核能 在原子核发生变化时放出的能量 获得核能的两条途径是 1 重核的裂变 2 轻核的聚变 核裂变能及其利用 1kg铀中的铀核如果全部发生裂变 释放出的能量大约相当于2000t的煤完全燃烧所放出能量 科学家们发现用中子轰击铀235时 铀核会分裂成大小差不多的两部分 这种现象叫做裂变 原子弹就是根据裂变链式反应制成的 用中子轰击铀核 铀核发生裂变 放出能量 铀核分裂的同时放出2 3个中子 又可以轰击其它铀核 使它们也发生裂变 于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去 这种现象叫做链式反应 链式反应 核电站 1 核电站的组成 核反应堆 热交换器 汽轮机 发电机等 2 核电站的工作原理 利用原子核裂变的裂式反应产生的能量来发电 核电站的核心是核反应堆 它以铀为核燃料 反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能 通过汽轮发电机转化为电能 工作过程 第一回路 第二回路 核电站的优缺点 优点 1 核电站只需消耗很少的核燃料 就可以产生大量的电能 2 核电站不排放烟尘和二氧化碳 二氧化硫等有害气体 对环境的污染比火力发电站小得多 3 从长远看 核能发电成本低于火力发电 缺点 现在世界上运行的核电站都是通过受控裂变释放的能量发电的 但是 核裂变使用的核燃料储量非常有限 开采成本高 存在着临界事故和放射性物质泄露等潜在问题 且核裂变所生成的核废料可能对环境造成污染 聚变 科学家们发现 某些质量较小的原子核结合成质量较大的原子核时 也能释放出核能 这种现象叫做核聚变 简称聚变 由于聚变必须在极高的温度和压强下才能进行 所以核聚变也叫热核反应 聚变是获得大量核能的另一重要途径 热核反应需要的温度很高一般要1 106 以上温度越高 热核反应也进行的越快 聚变的应用 利用轻核聚变可制成氢弹 其威力比原子弹更为巨大 引爆 裂变反应 聚变反应 氢弹引爆示意图 自然界中的热核反应 自然界中 太阳内部的温度高达摄氏1千万度以上 在那里就进行着大规模的聚变反应 太阳辐射出的光和热 正是由聚变反应释放的核能转化而来的 可以说 地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量 太阳内部进行着大规模的聚变 释放的核能以电磁波的形式从太阳辐射出来 自然界中的核聚变 和平利用聚变产生的核能是非常吸引人的重大课题 我国的可控核聚变装置 中国环流器1号 已取得不少研究成果 受控核聚变 作为一种新能源 有着显著的特点 一是核燃料丰富 二是不污染环境 但是核聚变需要在极高的温度下才能进行 现在人类还不能像控制核裂变那样控制核
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