11.3.4.5能源.核能.ppt

一、能源家族,一、什么是能源,问题：我们每天要吃饭、喝水，用什么来煮饭、烧水呢？回答：煤，煤气，柴草、天然气,问题：要开动汽车、火车、飞机等交通工具需要消耗什么呢？回答：汽油或者柴油、煤油等,问题：煤，煤气，柴草、天然气、汽油、煤油或者柴油等它们在起什么作用？答案：它们在以上工作的作用就是提供能量.,问题：你知道还有什么可以提供能量吗？回答：江河里的水流、流动的空气、电、太阳光.,什么是能源?,像煤、天然气、汽油、水流、风、电、太阳光等能够提供能量的物质资源，我们把它们都叫做能源.,人们的生活、生产、科研都离不开能源.那么能源包括哪些种，我们应该怎样来开发和有效地利用它们呢？,二、能源的分类,按能源的来源分,按是否可再生来分,按提供能源的物质来分,一次能源和二次能源,一次能源是自然界直接提供的能源.由自然界提供的能源转化而来的能源是二次能源.,能源的来源分：,常见的一次能源,煤、石油、天然气、风能、水能、地热能、核能等,常见的二次能源,电能等,是否可以再生来分：,不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充,可再生能源：可以在自然界里源源不断地得到,如：化石能源、核能,如：水能、风能、太阳能、生物质能,按提供能源的物质来分：,生物质能、化石能源、核能、风能、太阳能、地热能、海洋能等等,按现在的能源消耗，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。,二核能,新能源时代的呼唤,从原子弹说起,发射区1.6公里内的所有生物全都荡然无存。离发射场800米的一座32吨重的钢塔成了一堆扭曲的废物。发射场周围800米的沙粒被融化成玻璃体，绿色透明似翡翠。,“胖子”,1945年8月6日名为“小男孩”的原子弹这个“小男孩”的巨大毁灭力，令日本广岛核爆中心方圆2公里内所有建筑物全部被夷为平地,1945年8月6日和9日，美国分别在日本广岛和长崎两市投下原子弹，使其遭到致命打击，8月15日，日本无条件投降。,广岛被核袭后,（1）,广岛被核袭后,（2）,我国用了短短4年时间完成了原子弹的研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一颗原子弹.1967年6月17日又成功地爆炸了第一颗氢弹，完成了其他国家要十几年或几十年才完成的工作.,我国第一颗原子弹,我国第一颗氢弹,一、核能,原子弹和氢弹为什么会具有这么大的威力呢？因为它们都利用了核能.我们知道化学能是在分子发生变化时放出的能量而核能是在原子核发生变化时放出的能量.在原子核发生变化时放出的能量叫做核能.,核能的产生原理,原子,原子核,核外电子,质子,中子,核能的产生原理,氢原子核,锂原子核,核子间存在着强大的核力，所以原子核是一个坚固的集合体，要把原子核拆散成核子，需要巨大原能量。,核能,一、核能,原子核发生变化时所产生的能量,获得核能有两种途径,1、裂变,2、聚变,核裂变原子模型,原子弹根据核裂变的原理制成。属于不可控制的链式反应的结果！,一、核能,原子核发生改变所产生的能量,获得核能有两种途径,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,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23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.,核反应堆,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.,（2）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.聚变是获得大量核能的另一重要途径.前面讲过，原子弹是利用重核裂变现象制成的.而另一种威力更大的核武器氢弹，则是利用轻核聚变现象制成的.,2、核聚变,2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。,氚核,氘核,氦核,一个中子（随能量释放）,一、核能,原子核发生改变所产生的能量,获得核能有两种途径,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,是使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：原子弹,例：氢弹太阳,链式反应,热核反应,3、聚变威力更大,氢弹根据核聚变的原理制成。威力比原子弹还大。,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.,设疑：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？,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。,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,二、核能的和平利用核电站,1、能量转化：,核能,内能,机械能,电能,2、我国第一座自行设计建造的核电站：,秦山核电站,秦山核电站,大亚湾核电站,布比利斯核电站,法国1980年到1986年间核电占总发电量的比例由24提高到70，在此期间法国总发电量增加40，而排放的硫氧化物却减少了9，尘埃减少了36，大气质量有明显改善。,核电站与环境,核电是安全的能源,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；核电站运行期间不受发电量、经济效益和其他因素的约束。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泻。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。第二道屏障是壁后为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，例如龙卷风、地震、喷气式飞机的撞击，还能抵御最严重事故情况下内部的高温和高压，防止放射性物质的外泄。,核电站不会像原子弹那样发生爆炸,核燃料中铀235的含量约为3，而核炸药中的铀235含量高达90以上,压水型反应堆具有设计所赋予的内在安全的特性。更何况核反应堆还有多重的安全保护系统，确保反应堆不会失控,3、存在的问题：,放射性污染,也谈辐射,问：什么是辐射？答：辐射是能量传递的一种方式，辐射依能量的强弱分为三种：电离辐射：能量最强,可破坏生物细胞分子，如、射线。非电离辐射(有热效应)：能量弱，不会破坏生物细胞分子，但会产生温度，如微波、光。非电离辐射(无热效应)：能量最弱，不破坏生物细胞分子，也不会产生温度，如无线电波、电力电磁场。,电离辐射,非电离辐射,1986年俄罗斯的切尔诺贝利的核电站事故造成的辐射污染波及了白俄罗斯、俄罗斯及乌克兰的大片领土。各类辐射病、癌症、神经紧张、居民被迫疏散等后斯影响还深深的留在人们的心中。有的同学提出，既然核电站有这么大的危害，就不用建造核电站。你认为这种观点合理吗？提出你的看法。,核电是经济的能源,放射性物质对人体伤害的规律是：距离射源越远，受照时间越短，隔离的“屏障”越多，受到伤害越小。,核电站和日常生活辐照水平的对比一次全身大剂量辐射照射对身体的影响,21世纪已经到来!我们将如何面对到来的下一个10