38核能的利用.ppt

1 第八节核能的利用 2 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 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 4 原子弹这么巨大的能量是如何产生的呢 原子核 正 核外电子 负 质子 正 中子 不带电 5 当原子核发生变化时释放出的巨大能量 称为核能 二 获得核能的途径 2 轻 核聚变 1 重 核裂变 一 核能 6 1 核裂变 科学家们用中子轰击铀235时 铀核会分裂成大小差不多的两部分 这种现象就是核裂变 质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核 并释放能量的过程 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 裂变 原子弹 根据重核裂变的原理制成 链式反应 7 链式反应 用中子轰击铀核 使铀核发生裂变 放出能量 铀核分裂时 还同时放出2 3个中子 又可以轰击其它铀核 使它们也发生裂变 这些铀核分裂时 同样放出中子 从而引起更多的铀核发生裂变 于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去 这种现象叫做链式反应 如果对裂变的链式反应不加控制 在极短时间 约百万分之几秒 会释放出大量核能 发生猛烈爆炸 原子弹就是根据这个原理制成的 8 氚核 氘核 氦核 释放能量 并释放一个中子 超高温 核聚变 聚变 个质量较小的原子核结合成较大的新核 并释放能量的过程 9 一个氘核由一个质子和一个中子组成 一个氚核由一个质子和二个中子组成 它们发生聚变反应结合成由二个质子和二个中子组成的氦核时 要放出一个中子 并释放出核能 一定质量的氘核和氚核聚变时放出的能量要比等量的铀核裂变时放出的能量大几倍 聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生 因此聚变又叫热核反应 聚变又叫热核反应 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 自然界中的热核反应 10 一 核能 原子核发生改变所产生的能量 1 裂变 2 聚变 质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核 并释放能量的过程 例 原子弹 链式反应 个质量较小的原子核结合成较大的新核 并释放能量的过程 例 氢弹 太阳 3 聚变威力更大 获得核能有两种途径 热核反应 11 我国第一颗原子弹爆炸时的情景 我国第一颗氢弹爆炸时的情景 1964年10月16日 我国爆炸了第一颗原子弹 成功地进行了第一次核试验 原子弹爆炸的成功吸引了全世界的目光 一夜之间中国跨进了核大国行列 全世界刮目相看 12 核能这么巨大 只能用于战争吗 二 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 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 人们制成了一种专门装置 核反应堆 核反应堆能缓慢 平稳地释放核能 核反应堆 13 核能的和平利用 核电站 思考 在电站工作过程中 能是如何转化的 核能 内能 机械能 电能 14 核能的和平利用 核电站 利用重核裂变 15 16 核电站与传统火力电站的比较 17 我国和世界核电使用概况 秦山核电站 浙江 大亚湾核电站 广东 1994年底 全世界核电站的发电量已经占总发电量的17 我国十分重视核能的利用 目前 秦山核电站和大亚湾核电站已经运行发电 几座新的核电站正在建设之中 18 放射线 射线 带两个单位正电荷 氦核 射线 带一个单位负电荷 电子 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 原子弹的威慑力导致人们对核电站的恐惧 19 射线在医学上的应用 20 人体受到放射性污染 轻者头晕 疲乏 脱发 红斑 白血球减少或增多 血小板减少 而大剂量照射 还会引起白血病及骨 肺 甲状腺癌变甚至死亡 放射性还能引起基因突变和染色体畸变 放射性污染危害 21 核电站安全吗 核电站实施纵深防御 多重保护 多样性的设计原则 确保核安全 以秦山核电站为例 它有三道屏障 用于防止放射性物质的外泄 22 核电站的防护措施 第一道屏障是锆 4合金的燃料包壳 它把核燃料及其裂变产物封闭起来 第二道屏障是壁厚为175毫米钢板制成的反应堆压力容器以及相应的管道设施 它把反应堆冷却剂包容在里面 防止有放射性的反应堆冷却剂外泄 第三道屏障是反应堆安全壳 它是高72 5米 外径38米 厚1米的钢筋混凝土制成的圆柱形建筑 内衬6毫米的钢板 安全壳既能抵御外部破坏 23 小结 一 核能 1 定义 原子核在发生变化时释放的能量 2 获得核能的方法 重核裂变 质量较大的原子核在中子的轰击下分裂成2个新原子核 并释放出能量的过程 是制造原子弹的原理 轻核聚变 2个质量较小的原子