核聚变和裂变课件

核聚变和裂变课件目录01核聚变基础概念02核裂变基础概念03聚变与裂变的比较04核聚变技术进展05核裂变技术进展06核能的未来展望核聚变基础概念01聚变的定义轻核结合过程聚变是指两个或多个轻原子核结合成一个较重原子核，并释放巨大能量的过程。聚变的原理轻原子核在高温高压下聚合，生成重原子核并释放巨大能量。原子核聚合原子核结合时质量损失，依质能方程转化为巨大能量。能量释放机制聚变的能源优势燃料丰富：氘储于海水，可供上百亿年使用，原料近乎无限。清洁安全：产物为氦气，无高端核废料，放射性危害极低。能量巨大：单位质量能量转化远超化石燃料，效率极高。聚变的能源优势核裂变基础概念02裂变的定义原子核分裂指重原子核（如铀、钚）分裂成两个或多个质量较小的原子核的过程。能量释放裂变过程中会释放出巨大的能量，这些能量可用于发电或作为武器使用。裂变的原理中子轰击重核引发分裂，释放新中子触发更多裂变，形成持续链式反应。链式反应机制01重核分裂为轻核时发生质量亏损，依据质能方程转化为巨大能量释放。质量亏损释能02裂变的能源应用利用铀-235裂变链式反应，转化为电能，全球439座反应堆发电占比16%。核电站发电01核潜艇、航母通过裂变反应堆提供长期动力，实现远洋航行。核动力推进02聚变与裂变的比较03能源产出对比核聚变释放能量巨大，是太阳等恒星能量来源，潜力远超裂变。聚变能源产出核裂变目前应用广泛，但能量释放及效率相对聚变较低。裂变能源产出环境影响对比产生长寿命放射性废物，需长期安全储存，存在泄漏风险。核裂变影响几乎无放射性污染，副产品为惰性气体氦，环境友好。核聚变影响技术挑战对比实现聚变需极高温度和压力，技术难度大，目前尚未实现商用。聚变技术挑战裂变过程产生放射性废物，处理和储存技术要求高，存在安全风险。裂变技术挑战核聚变技术进展04实验装置介绍紧凑型聚变装置BEST装置杜瓦底座安装完成，预计2027年演示聚变发电。全超导托卡马克EAST装置实现1亿℃等离子体运行千秒，创世界纪录。0102研究成果展示ITER脉冲超导电磁体完成，BEST杜瓦底座落位，中国环流三号实现“双亿度”运行。国际装置突破0102EAST创1亿℃运行纪录，新奥“玄龙-50U”实现百万安培放电，国产化率达100%。中国技术领先03全球投资激增，企业购电协议落地，中国聚变公司瞄准2050年商用目标。商业化加速未来发展趋势磁约束、惯性约束及新型路线并行，降低技术风险，加速商业化进程。技术路线多元化01预计2035-2040年实现聚变发电入网，2050年全球装机容量达1000吉瓦。商业化进程加速02推动技术共享框架，建立全球监管联盟，避免技术垄断与军备竞赛。国际合作深化03核裂变技术进展05核电站技术中国高温气冷堆、熔盐堆技术领先，华能石岛湾高温气冷堆示范电站已投入商运。中国核电成就核电技术历经四代，从原型堆到防核扩散、高经济性堆型，安全性与经济性持续提升。核电技术发展废料处理与安全玻璃固化、深地质处置等技术提升废料包容率与稳定性，降低环境风险。废料处理技术01通过加速器驱动嬗变，缩短核废料放射性周期，减少高放废料数量。核嬗变技术02第四代核电技术采用非能动安全系统，增强核电站极端工况下的安全性。安全性能提升03新型反应堆研究01钍基熔盐堆突破中国钍基熔盐堆实现满功率运行，燃料利用率超95%，废料毒性衰减周期短。02高温气冷堆应用中国石岛湾高温气冷堆示范工程投运，发电效率高，安全性强。03小型模块化堆发展全球小型模块化堆设计激增，中国“玲龙一号”预计2026年并网发电。核能的未来展望06核能的角色定位核能低碳高效，是应对气候变化、实现碳中和目标的关键能源。清洁能源支柱核能稳定可靠，可减少对化石燃料的依赖，增强国家能源安全。能源安全保障可持续发展策略推进快堆与闭式燃料循环，提升铀资源利用率资源循环利用加速第四代核电与核聚变研发，降低核废料产生技术创新突破拓展核能供暖、海水淡化等应用，增强能源系统韧性多元化能源协同国际