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文档简介
3 5核裂变 核反应 吸收能量 放出能量 核子结合成原子核 有些重核分裂成中等质量的核 有些轻核结合成中等质量的核 物理学中把重核分裂成两个较轻的核时 释放出核能的反应叫做核裂变 一 核裂变 1 核裂变 2 铀核的裂变 1 发现1939年12月 德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现 用中子轰击铀核时 铀核发生了裂变 3 计算铀裂变时释放的能量 已知铀核裂变的反应 求 该核反应释放能量 亏损质量 释放能量 m mu mn mba mkr 3mn 0 3578 10 27kg 1kg铀全部裂变 它放出的能量超过2000t优质煤完全燃烧时释放的能量 3 链式反应 1 定义 由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程 叫做核裂变的链式反应 发生链式反应 爆炸 2 发生链式反应的条件 铀块的质量大于临界质量 或者铀块的体积大于临界体积 足以维持链反应正常进行的裂变材料质量叫临界质量 criticalmass 铀 235的临界质量约为1kg 质量超过1kg则发生爆炸 任何有核反应堆的国家都不难得到爆炸级的裂变材料 原子弹的基本设计又如此简单 从而为防止核武器扩散带来了困难 美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤 在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团 爆炸产生的气流 烟尘直冲云天 高达12英里多 广岛市区80 的建筑化为灰烬 64000人丧生 72000人受伤 伤亡总人数占全市总人口的53 长崎市60 的建筑物被摧毁 伤亡86000人 占全市37 原子弹 原子弹 中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图 二 核电站 慢中子反应堆 核电站 核心设施 核反应堆浓缩铀制成的铀棒 减速剂 石墨 重水或普通水 用于减小中子的速度 控制棒 镉棒 用于吸收中子 控制核反应的快慢 解决能源危机根本途径 核能 可开发的核裂变燃料资源可使用上千年 核聚变资源可使用几亿年 核反应堆 通过受控核裂变反应获得核能的装置 可使裂变产生的中子数等于各种过程消耗的中子数 以形成所谓的自持链反应 self sustainingchainreaction 核发电量占总发电比例最多的10个国家是 法国75 立陶宛73 1 比利时57 7 保加利亚47 1 斯洛伐克47 瑞典46 8 乌克兰43 8 韩国42 8 匈牙利38 3 亚美尼亚36 4 世界核能发电占全部电量1 4 三 核电的安全性 核反应堆的防护措施 第一道屏障 耐高温腐蚀的陶瓷体燃料芯块可以把98 以上的裂变产物滞留在芯块内 第二道屏障 燃料元件包壳由优质的锆合金制成 具有良好的密封性 第三道屏障 压力壳将燃料棒和一回路的水完全罩住 防止燃料元件包壳少量射线泄漏 第四道屏障 安全壳由1m多厚的钢筋混凝土制成 整个核反应堆都装在安全壳中 核电站放射性气态废物和液态废物的处理 采取贮存衰变等方法进行稀释 再排放到指定的区域 核电站固体废物
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