《核能》能源與可持續發展PPT課件2
背景介紹
我國用了短短4年時間完成了原子彈的研制工作,并于1964年10月16日成功地爆炸了第一顆原子彈.
1967年6月17日又成功地爆炸了第一顆氫彈,完成了其他國家要十幾年或幾十年才完成的工作.
一、核能
1.原子結構
以水分子為例:它由一個氧原子和兩個氫原子組成。
原子由原子核和核外電子組成。
(1)氫原子由原子核和一個核外電子組成。
原子核有一個質子,質子帶正電荷,核外電子帶負電荷。二者電荷量相同。
(2) 氧原子由原子核和八個核外電子組成。
原子核有八個質子和八個中子,由于中子不帶電,所以正負電荷量仍然相同。
2.核能
質子和中子依靠強大的核力緊密地結合在一起。要使它們分裂或結合都是極其困難的。
質量較大的原子核發生分裂或者質量較小的原子核相互結合時,一旦使原子核分裂或聚合,就有可能釋放出驚人的能量,這就是核能。
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二、裂變
1938年,科學家用中子轟擊質量比較大的鈾235原子核,使其發生了裂變。
1 kg鈾全部裂變,釋放的能量超過2000 t煤完全燃燒時釋放的能量。
1.發生裂變的條件
用中子轟擊鈾核,鈾核才能發生裂變,放出能量。
外界中子停止轟擊,裂變也就停止了。怎樣才能讓裂變繼續下去呢?
2.鏈式反應
想想議議
將火柴搭成左下圖所示結構,點燃第一根火柴后,會發生什么?
用中子轟擊鈾235原子核,鈾核在分裂時,會釋放出核能,同時還會產生幾個新的中子,這些中子會繼續轟擊其他鈾核。于是就導致一系列鈾核持續裂變,并釋放出大量核能,這就是裂變中的鏈式反應。
3.核電站利用核能發電
核電站的核心設備是核反應堆。核反應堆是原子核發生鏈式反應的場所。
1942年,人類利用核反應堆第一次實現了可控制的鈾核裂變。
目前,全世界已經建成了幾百座核電站,核電發電量接近全球發電量的1/5。
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三、聚變
將質量較小的原子核結合起來,也會釋放出巨大的核能。
氘核與氚核在超高溫下結合形成氦核和一個中子,能釋放大量核能。這一過程就是聚變。
裂 變:科學家發現用中子轟擊鈾235(質量數為235的鈾),鈾核會分裂成大小相差不很大的兩部分,這種現象叫做裂變。鈾核裂變時,還同時放出2~3個中子,放出的中子又可以轟擊其他鈾核,使它們也發生裂變。這樣,裂變將不斷地自行繼續下去。這種現象叫做鏈式反應。應用:____________。
聚 變:科學家們發現,較輕的核結合成較重的核,也能釋放能量,這種現象叫做聚變。應用:_________。
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歸 類 探 究
人類對核能的開發和利用不斷取得新的進展,根據目前的科研水平,你認為下列關于原子彈和核電站的說法正確的是 ( )
A.原子彈是利用核裂變,核電站是利用核聚變
B.原子彈是利用核聚變,核電站是利用核裂變
C.原子彈對聚變的鏈式反應速度不加控制
D.核電站控制裂變的鏈式反應速度
【解析】 原子彈是利用核裂變,核電站是利用可控制的核裂變,使核能緩慢釋放出來。
當 堂 測 評
1.關于原子核的組成,下列說法中正確的是 ( )
A.原子核是由質子和電子組成的
B.原子核是由質子和中子組成的
C.原子核是由中子和電子組成的
D.原子核是由質子、中子和電子組成的
2.下列關于核能的說法錯誤的是( )
A.核電站是利用核能來發電的
B.核反應堆中發生的是鏈式反應
C.核電站發生泄漏時會對人和生物造成傷害
D.核廢料不會對環境造成污染
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