鲁科版高中物理选修35《核能的利用与环境保护》课件新版

第四节核能利用与环境保护第四节核能利用与环境保护一、核电站

利用反应堆中的核燃料裂变放出的核能转变为电能的发电厂，叫做核电站。1.1公斤核燃料相当于2500吨煤2.1954年，苏联建成第一座小型原子能电站；1956（英国），1957（美国）核电站发展历程：一、核电站利用反应堆中的核燃料裂变放出的3.核电站：成本低、污染小、效率高，但事故太可怕4.1986年4月26日切尔诺贝利核电站第4号机组发生爆炸。人为造成三道安全措施无效5.1979年3月28日三里岛核电站二号堆事故，由于多重安全系统发挥作用，后果不严重6.核聚变3.核电站：成本低、污染小、效率高，但事故太可怕

前苏联于1954建成世界上第一座核电站；至今已有30多个国家和地区的400多座核电站处在运行之中。右图列出1995年一些国家核电占各自总电力的百分率。

第二次世界大战结束后，科学家迅速将原子能的利用转向和平用途。前苏联于1954建成世界上第一座核电站；至今已有30多个国世界第一座核反应堆

（天然铀52吨、高纯石墨1000多吨，总重1400吨）世界第一座核反应堆

（天然铀52吨、高纯石墨1000多吨，总

我国第一座实验性反应堆是在1954年6月建成投入运行的，我国自行设计研制、建造的秦山核电站已经运行发电了；广东大亚湾电站第一期工程也已建成，并运行发电了，全部建成后年发电量可达100亿度。因为铀核裂变有放射性污染，因而建设核电站时必须采用可靠的防护措施，防止放射性物质泄漏，避免造成放射性污染，以保证核电站的安全运行。我国对核电站的安全非常重视，有专门负责安全监督的核安全局，保证核能的安全应用。我国第一座实验性反应堆是在1954年6月建成投入秦山核电站秦山核电站鲁科版高中物理选修3-5：《核能的利用与环境保护》课件-新版1960年，美国的德累斯顿沸水堆核电站投入运行，它主要由沸水堆本体、蒸汽给水系统和其它辅助系统组成。目前这种类型的核电站所占比例仅次于压水堆核电站，我国目前没有这种类型的核电站。1968年，加拿大角坎杜堆核电站运行，它由重水堆本体、一次冷却回路、二次回路及其它辅助系统组成。目前，这种类型核电站所站比例排在第三位，我国在建的秦山三期核电站即属这种类型。1974年，法国建成了“凤凰”示范快堆核电站，它由快中子堆本体、一回路钠、二回路钠、三回路水及其它辅助系统组成。目前，这种类型核电站所占比例最小，它的最大特点是在运行中能够实现核燃料的增殖，我国将建一座实验快（中子）堆。1960年，美国的德累斯顿沸水堆核电站投入运行，它主要由沸水中国快堆在建设中中国快堆在建设中核武器的历史进程1.1919年，英国卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，使其嬗变成氧原子。2.1932年，查得威克发现中子3.1934年，法国约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝，产生了一个磷的同位素，但很快放出正电子蜕变为硅。4.卢瑟福（1933）和爱因斯坦（1935）均没有意识到原子能的实际利用近在眼前。核武器的历史进程1.1919年，英国卢瑟福用α粒子轰击氮原1.1933年，爱因斯坦移居美国2.1938年，费米逃往美国3.德国尚有普朗克、玻恩、海森堡、魏扎克、劳厄、哈恩、盖革4.1933年，匈牙利物理学家齐拉德（1898－1964）已经意识到核能的开发可能用于军事5.1935年，建议物理学家暂缓发表研究成果6.1939年，玻尔认为核能利用为时尚早7.1939年，爱因斯坦、萨克斯、罗斯福说服美国政府抢在德国之前抓紧研制原子弹。核武器的历史进程1.1933年，爱因斯坦移居美国核武器的历史进程1.1934年，意大利物理学家费米用中子轰击原子核，并发现通过石蜡减速之后的慢中子，裂核能力更强。费米因此获38年诺贝尔物理奖。2.1938年，德国哈恩发现铀嬗变后出现的新元素与铀相距甚远。奥地利女物理学家迈特纳提出核裂变猜想，以解释铀实验。并称裂变过程要放出大量能量。3.费米提出链式反应概念。4.1939年9月1日，第二次世界大战正式打响核武器的历史进程1.1934年，意大利物理学家费米用中子轰击原子核，并发现1.1940年，美国政府正式大量拨款，启动“曼哈顿工程”，格罗夫斯将军为行政首脑2.1941年12月－1942年12月，费米在芝加哥研制原子反应堆3.铀235、钚239的提纯4.1943年1月－1945年7月。奥本海默在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯主持原子弹研制。5.7月16日凌晨5时30分，第一颗铀原子弹试爆成功。比一千个太阳都亮。6.曼哈顿工程：动员50万人，耗费22亿美元，占用全国三分之一的电力核武器的历史进程1.1940年，美国政府正式大量拨款，启动“曼哈顿工程”1.1944年底，盟军的特工小组已经发现德国造不出原子弹2.科学家的犹豫：继续干吗？缺乏政治和道义上的支持不干吗？不符合现代科学技术的精神好的理由：应该让全人类知道它的威力3.齐拉德、爱因斯坦的态度4.1945年8月6日，铀弹小男孩投到广岛；8月9日，钚弹胖子投在长崎核武器的历史进程1.1944年底，盟军的特工小组已经发现德国造不出原子弹核核武器的历史进程1.核军备竞赛：盟国之争2.1945年8月，斯大林下令抓紧研制原子弹3.1949年8月，苏联成功地进行了核实验4.1952年11月1日，美国试爆第一颗氢弹5.1953年8月，苏联研制氢弹成功6.1952年10月3日，英国研制成功原子弹7.1960年2月13日，法国研制成功钚弹8.1964年10月16日，中国试爆成功原子弹核武器的历史进程1.核军备竞赛：盟国之争

核武器

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)。核武器通过受控核裂变反应获得核能的装置

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。足以维持链反应正常进行的裂变材料质量叫临界质量(cri原子的链式反应的形成：一种方法是将浓度90%以上的高纯度核装U每块都达不到临界体积。利用普通炸药引爆，使两块U

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挤合到一起，达到临界体积，同时中子源释放中子引起链式反应，从而引发剧烈爆炸。原子的链式反应的形成：另一种方法是“内爆法”，将没有达到临界状态的裂变材料，被放在周围的炸药变成超临界状态，同时提供一些中子，使裂变链式反应能持续进行，从而发出巨大的能量。有两种实现的方法，即枪法和内爆法。另一种方法是“内爆法”，将没有达到临界状态的裂变材料，被放在鲁科版高中物理选修3-5：《核能的利用与环境保护》课件-新版鲁科版高中物理选修3-5：《核能的利用与环境保护》课件-新版1964年10月16日中国爆炸了第一颗原子弹。1964年10月16日中国爆炸了第一颗原子弹。1967年6月17日中国爆炸了第一颗氢弹。1967年6月17日中国爆炸了第一颗氢弹。悼邓稼先词（张爱萍）

踏遍戈壁共草原，二十五年前，连克千重关，群力奋战自当先，捷音频年传。蔑视核讹诈，华夏创新篇，君视名利如粪土，许身国威壮河山，

功勋泽人间。悼邓稼先词三、核能的优势与危害核电是清洁的能源，有利于保护环境。目前世界上大量燃烧有机燃料的后果是足堪忧虑的。燃烧后排出大量的二氧化硫、二氧化碳、氧化亚氮等气体，不仅直接危害人体健康和农作物生长，还导致酸雨和大气层的“温室效应”，破坏生态平衡。比较起来核电站就没有这些危害。核电站严格按照国际上公认的安全规范和卫生规范设计，对放射性三废，原则上是回收处理储存，不往环境排放，排往环境的只是处理回收后残余的一点尾水尾气，数量甚微，对环境没有实质性的影响。三、核能的优势与危害核电是清洁的能源，有利于保护环境。目前世1957年10月10日，英格兰西北部的温德斯凯尔(现改名塞拉菲尔德)核电站的一座反应堆起火，释放出放射性云雾。核电站附近的农场产品被禁售一个月，数十人因遭受核辐射而罹患癌症死亡。1957年10月10日，英格兰西北部的温德斯凯尔(现改名塞拉鲁科版高中物理选修3-5：《核能的利用与环境保护》课件-新版鲁科版高中物理选修3-5：《核能的利用与环境保护》课件-新版第四节核能利用与环境保护第四节核能利用与环境保护一、核电站

利用反应堆中的核燃料裂变放出的核能转变为电能的发电厂，叫做核电站。1.1公斤核燃料相当于2500吨煤2.1954年，苏联建成第一座小型原子能电站；1956（英国），1957（美国）核电站发展历程：一、核电站利用反应堆中的核燃料裂变放出的3.核电站：成本低、污染小、效率高，但事故太可怕4.1986年4月26日切尔诺贝利核电站第4号机组发生爆炸。人为造成三道安全措施无效5.1979年3月28日三里岛核电站二号堆事故，由于多重安全系统发挥作用，后果不严重6.核聚变3.核电站：成本低、污染小、效率高，但事故太可怕

前苏联于1954建成世界上第一座核电站；至今已有30多个国家和地区的400多座核电站处在运行之中。右图列出1995年一些国家核电占各自总电力的百分率。

第二次世界大战结束后，科学家迅速将原子能的利用转向和平用途。前苏联于1954建成世界上第一座核电站；至今已有30多个国世界第一座核反应堆

（天然铀52吨、高纯石墨1000多吨，总重1400吨）世界第一座核反应堆

（天然铀52吨、高纯石墨1000多吨，总

我国第一座实验性反应堆是在1954年6月建成投入运行的，我国自行设计研制、建造的秦山核电站已经运行发电了；广东大亚湾电站第一期工程也已建成，并运行发电了，全部建成后年发电量可达100亿度。因为铀核裂变有放射性污染，因而建设核电站时必须采用可靠的防护措施，防止放射性物质泄漏，避免造成放射性污染，以保证核电站的安全运行。我国对核电站的安全非常重视，有专门负责安全监督的核安全局，保证核能的安全应用。我国第一座实验性反应堆是在1954年6月建成投入秦山核电站秦山核电站鲁科版高中物理选修3-5：《核能的利用与环境保护》课件-新版1960年，美国的德累斯顿沸水堆核电站投入运行，它主要由沸水堆本体、蒸汽给水系统和其它辅助系统组成。目前这种类型的核电站所占比例仅次于压水堆核电站，我国目前没有这种类型的核电站。1968年，加拿大角坎杜堆核电站运行，它由重水堆本体、一次冷却回路、二次回路及其它辅助系统组成。目前，这种类型核电站所站比例排在第三位，我国在建的秦山三期核电站即属这种类型。1974年，法国建成了“凤凰”示范快堆核电站，它由快中子堆本体、一回路钠、二回路钠、三回路水及其它辅助系统组成。目前，这种类型核电站所占比例最小，它的最大特点是在运行中能够实现核燃料的增殖，我国将建一座实验快（中子）堆。1960年，美国的德累斯顿沸水堆核电站投入运行，它主要由沸水中国快堆在建设中中国快堆在建设中核武器的历史进程1.1919年，英国卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，使其嬗变成氧原子。2.1932年，查得威克发现中子3.1934年，法国约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝，产生了一个磷的同位素，但很快放出正电子蜕变为硅。4.卢瑟福（1933）和爱因斯坦（1935）均没有意识到原子能的实际利用近在眼前。核武器的历史进程1.1919年，英国卢瑟福用α粒子轰击氮原1.1933年，爱因斯坦移居美国2.1938年，费米逃往美国3.德国尚有普朗克、玻恩、海森堡、魏扎克、劳厄、哈恩、盖革4.1933年，匈牙利物理学家齐拉德（1898－1964）已经意识到核能的开发可能用于军事5.1935年，建议物理学家暂缓发表研究成果6.1939年，玻尔认为核能利用为时尚早7.1939年，爱因斯坦、萨克斯、罗斯福说服美国政府抢在德国之前抓紧研制原子弹。核武器的历史进程1.1933年，爱因斯坦移居美国核武器的历史进程1.1934年，意大利物理学家费米用中子轰击原子核，并发现通过石蜡减速之后的慢中子，裂核能力更强。费米因此获38年诺贝尔物理奖。2.1938年，德国哈恩发现铀嬗变后出现的新元素与铀相距甚远。奥地利女物理学家迈特纳提出核裂变猜想，以解释铀实验。并称裂变过程要放出大量能量。3.费米提出链式反应概念。4.1939年9月1日，第二次世界大战正式打响核武器的历史进程1.1934年，意大利物理学家费米用中子轰击原子核，并发现1.1940年，美国政府正式大量拨款，启动“曼哈顿工程”，格罗夫斯将军为行政首脑2.1941年12月－1942年12月，费米在芝加哥研制原子反应堆3.铀235、钚239的提纯4.1943年1月－1945年7月。奥本海默在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯主持原子弹研制。5.7月16日凌晨5时30分，第一颗铀原子弹试爆成功。比一千个太阳都亮。6.曼哈顿工程：动员50万人，耗费22亿美元，占用全国三分之一的电力核武器的历史进程1.1940年，美国政府正式大量拨款，启动“曼哈顿工程”1.1944年底，盟军的特工小组已经发现德国造不出原子弹2.科学家的犹豫：继续干吗？缺乏政治和道义上的支持不干吗？不符合现代科学技术的精神好的理由：应该让全人类知道它的威力3.齐拉德、爱因斯坦的态度4.1945年8月6日，铀弹小男孩投到广岛；8月9日，钚弹胖子投在长崎核武器的历史进程1.1944年底，盟军的特工小组已经发现德国造不出原子弹核核武器的历史进程1.核军备竞赛：盟国之争2.1945年8月，斯大林下令抓紧研制原子弹3.1949年8月，苏联成功地进行了核实验4.1952年11月1日，美国试爆第一颗氢弹5.1953年8月，苏联研制氢弹成功6.1952年10月3日，英国研制成功原子弹7.1960年2月13日，法国研制成功钚弹8.1964年10月16日，中国试爆成功原子弹核武器的历史进程1.核军备竞赛：盟国之争

核武器

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)。核武器通过受控核裂变反应获得核能的装置

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。足以维持链反应正常进行的裂变材料质量叫临界质量(cri原子的链式反应的形成：一种方法是将浓度90%以上的高纯度核装U每块都达不到临界体积。利用普通炸药引爆，使两块U

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挤合到一起，达到临界体积，同时中子源释放中子引起链式反应，从而引发剧烈爆炸。原子的链式反应的形成：另一种方法是“内爆法”，将没有达到临界状态的裂变材料，被放在周围的炸药变成超临界状态，同时提供一些中子，使裂变链式反应能持续进行，从而发出巨大的能量。有两种实现的方法，