《4.核能》课件4.ppt

第十一章物理学与能源技术 四 核能 物体 分子 原子 原子核 核外电子 物体的组成 思考 原子核那么小 是否还存在内部结构呢 一 原子核核能 原子 质子 中子 通过 核力 结合 质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时 就有可能释放出惊人的能量 这就是核能 质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起 要使它们分裂或结合都是极其困难的 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 重核裂变 2 轻核聚变 原子能 核能 裂变 重原子核分裂成较轻的原子核 叫作裂变 二 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2500t的标准煤完全燃烧所放出能量 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 链式反应 想想议议 那么 地球上的能源是否是无尽的呢 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 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 核能这么巨大 难道只能用于战争吗 如何才能有效地控制核能的释放 思考 核电站 核反应堆 是一种能够控制链式反应的装置 核电站 利用核反应堆工作时释放的能量使水汽化 推动蒸汽机带动发电机发电 核电站示意图 思考 核反应堆有厚重的保护层 这是为什么呢 原来 用于核反应的燃料 是具有强烈放射性的物质 能够发出射线 如果没有足够的保护措施 这些射线会对人体健康造成严重伤害 讨论交流 核泄漏 阅读P52讨论交流 谈谈如何防止对人体的伤害 1 对于辐射强度超过国家标准的放射性物质 一定有防止其扩散 人体切莫随便靠近 2 在放射性实验室重 要用铅板 有机玻璃等材料做好隔离防护 3 在遇到核反应堆出现泄漏 原子弹爆炸等突发事件时 要充分利用地形和建筑物作为掩体 以减小辐射危害 4 核废料也有很强的放射性 目前一般都将其放入特制的容器内深埋封存 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 三 核聚变 聚变 轻原子核结合成较重的原子核 也会释放核能 这种核反应叫作聚变 氢核聚变 核聚变 太阳能量的来源 太阳内部发生的聚变反应 每秒钟把7x108t的氢变为氦 氢弹 注意 在消耗相同质量核燃料的情况下 核聚变比核裂变放出的能量大的多 氢弹 根据核聚变原理制成的 威力比原子弹大的多 一 核能 在原子核发生变化时放出的能量 二 获得核能的两条途径是 1 重核的裂变 2 轻核的聚变 三 核裂变能及其利用1 裂变 质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量核的过程 理解 核裂变时不仅释放出核能 还会释放出中子 2 链式反应 铀核裂变时 放出的中子又可以轰击其他铀核 使他们也发生裂变 这样 裂变将不断地自行继续下去的现象 小结 4 核电站定义 利用核能发电的电站 核心 是核反应堆 以铀核为燃料 注意 防止放射性物质的泄露 导致产生放射性污染 四 核聚变1 太阳的能量来源 核聚变2 氢弹 3 应用 不加控制 制成原子弹 加以控制 制成核电站 1 从核能到电能 下列能量转化过程中正确的途径是 A 核能 机械能 内能 电能B 核能 内能 机械能 电能C 核能 内能 电能D 核能 电能 练习 B 2 核能是 发生变化的过程中释放出的能量 它又叫 能 获得核能的两条途径是 和 3 核电站是利用 的能量来发电的 它的优点是只需消耗很少的 就可以产生大量的 能 轻核聚变 原子 原子核内部结构 重核裂变 原子核裂变的链式反 核燃料 电 应所