第7节核能 (2)

1、Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究你了解哪些核能知识？你了解哪些核能知识？原子弹、氢弹、原子弹、氢弹、核泄漏核泄漏.核电站、核电站、1945年年8月月6日和日和8月月9日日，为了敦促日本，为了敦促日本投降，美国将投降，美国将两颗外号为两颗外号为“小男孩小男孩”和和“胖子胖子”的原子弹的原子弹，分别投到日本的广，分别投到日本的广岛和长崎，原子弹爆炸时释放出的巨大岛和长崎，原子弹爆炸时释放出的巨大能量将两座城市在瞬间化为废墟。能量将两座城市在瞬间化为废墟。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究原子

2、核发生改变时所产生的能量原子核发生改变时所产生的能量例如，例如，1 克铀核全部转变为氪核和钡核时释放出的核克铀核全部转变为氪核和钡核时释放出的核能，超过了能，超过了2000 吨煤完全燃烧时释放出的化学能。吨煤完全燃烧时释放出的化学能。一、核一、核 能能Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究1、核裂变、核裂变 质量较大的原子核在中子轰击下分裂质量较大的原子核在中子轰击下分裂成成2个新原子核，并释放能量的过程，个新原子核，并释放能量的过程，并产生并产生23 个新的中子。个新的中子。二、获得核能有两种途径：二、获得核能有两种途径：（重核裂变）（重核裂变）Copyright 200

3、4-2015 版权所有 盗版必究链式反应：链式反应：一次裂变后产生的中子继续轰击其一次裂变后产生的中子继续轰击其他铀核，就会导致越来越多的铀核他铀核，就会导致越来越多的铀核不断地发生裂变。这种连锁式的铀不断地发生裂变。这种连锁式的铀核裂变反应称为链式反应。核裂变反应称为链式反应。链式裂变反应示意图，中子就像链式裂变反应示意图，中子就像“点燃点燃”核核燃料的火柴燃料的火柴Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究核裂变的例子：核裂变的例子：原子弹，原子弹， 属于不可控制的链式反应属于不可控制的链式反应Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究2、核聚变、核聚变是使

4、是使2个质量较小的原子核在超高温的条件个质量较小的原子核在超高温的条件下结合成较大的新核，并释放能量的过程。下结合成较大的新核，并释放能量的过程。热核反应热核反应 聚变需要很高的温度，所以也叫聚变需要很高的温度，所以也叫热核反应热核反应热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，依靠自身产生的热就使核反应继续下去。量，依靠自身产生的热就使核反应继续下去。（轻核聚变）（轻核聚变）Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究氢弹，氢弹，它的威力比原子弹大得多它的威力比原子弹大得多核核聚变聚变的例子：的例子：我国第一颗氢弹爆炸时的情景。我国第一颗氢弹

5、爆炸时的情景。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究核核聚变聚变的例子：的例子：太阳的巨大能量就是内部核聚变产生的。太阳的巨大能量就是内部核聚变产生的。在太阳的内部，氢原子在太阳的内部，氢原子核在超高温下发生核聚核在超高温下发生核聚变，释放出巨大的核能。变，释放出巨大的核能。这些能量再从太阳核心这些能量再从太阳核心向外扩散到太阳表面，向外扩散到太阳表面，然后，大部分太阳能以然后，大部分太阳能以热和光的形式向四周辐热和光的形式向四周辐射出去，其中有一部分射出去，其中有一部分到达地球表面。到达地球表面。Copyright

6、 2004-2015 版权所有 盗版必究人们虽然能够控制裂变反应的速度，但还没有人们虽然能够控制裂变反应的速度，但还没有找到实用的控制核聚变反应的方式。所以，直找到实用的控制核聚变反应的方式。所以，直到现在人类到现在人类还不能和平利用核聚变还不能和平利用核聚变的能量。的能量。一项由欧盟、中国、韩国、俄罗斯、日本、印一项由欧盟、中国、韩国、俄罗斯、日本、印度和美国共同参与的重大国际合作项目度和美国共同参与的重大国际合作项目国国际热核聚变实验堆计划（际热核聚变实验堆计划（ITER），其目标是），其目标是建造可实现大规模聚变反应的聚变实验堆，验建造可实现大规模聚变反应的聚变实验堆，验证和平利用聚变能

7、的科学和技术可行性，并将证和平利用聚变能的科学和技术可行性，并将在本世纪中叶实现利用聚变能发电，造福人类在本世纪中叶实现利用聚变能发电，造福人类社会。受控核聚变能够为人类提供几乎取之不社会。受控核聚变能够为人类提供几乎取之不尽的理想洁净的能量，人类一旦能够稳定地获尽的理想洁净的能量，人类一旦能够稳定地获取核聚变能，将不再有取核聚变能，将不再有“ 能源危机能源危机”。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究三、核能的和平利用三、核能的和平利用核电站核电站1、核反应堆：、核反应堆：可控制地进行核反应的装置称为核反应堆可控制地进行核反应的装置称为核反应堆2、核电站：、核电站：核电站

8、就是利用核反应堆提供的能量，使核电站就是利用核反应堆提供的能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电的。汽轮发电机发电的。核能核能热能热能机械能机械能电能电能3、存在的问题：、存在的问题： 核泄漏核泄漏导致导致放射性污染放射性污染Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究截至截至2015年底，我国在运、在建和拟建的核电年底，我国在运、在建和拟建的核电机组共机组共52台，其中已投入运行台，其中已投入运行23台，总装机规台，总装机规模为模为2140万千瓦。中国核电机组分布在万千瓦。中国核电机组分布在8个省个省区、区、13个核电基地

9、。个核电基地。”根据规划，到根据规划，到2020年，年，中国核电装机容量要达到中国核电装机容量要达到5800万千瓦。万千瓦。4、我国核电状况：、我国核电状况：浙江省秦山核电站浙江省秦山核电站广东省大亚湾核电站广东省大亚湾核电站Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究你能说说核电站的优缺点吗？你能说说核电站的优缺点吗？优点：优点：1.核电站只需消耗很少的核燃料，就可核电站只需消耗很少的核燃料，就可 以产生大量的电能。以产生大量的电能。2.核电站不排放烟尘和二氧化碳、二氧核电站不排放烟尘和二氧化碳、二氧 化硫等有害气体，对环境的污染比火化硫等有害气体，对环境的污染比火 力发电站小

10、得多。力发电站小得多。3.长远看，核能发电成本低于火力发电。长远看，核能发电成本低于火力发电。缺点：缺点：现在世界上运行的核电站都是通过受控裂现在世界上运行的核电站都是通过受控裂 变释放的能量发电的，但是，核裂变使用的核变释放的能量发电的，但是，核裂变使用的核 燃料储量非常有限，开采成本高，存在着临界燃料储量非常有限，开采成本高，存在着临界 事故和放射性物质泄露等潜在问题，且核裂变事故和放射性物质泄露等潜在问题，且核裂变 所生成的核废料可能对环境造成污染。所生成的核废料可能对环境造成污染。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究核电站的安全性核电站的安全性发展核电站，应优先关

11、注安全性。核电引起的安发展核电站，应优先关注安全性。核电引起的安全问题主要在两个方面：一是核反应万一失控，全问题主要在两个方面：一是核反应万一失控，会损坏设备，引起放射性物质泄漏；二是放射性会损坏设备，引起放射性物质泄漏；二是放射性废料处理不当，会导致环境污染。废料处理不当，会导致环境污染。世界上曾发生了几次较大的核电事故。世界上曾发生了几次较大的核电事故。1986 年，年，苏联苏联切尔诺贝利核电站切尔诺贝利核电站发生严重的核电事故，事发生严重的核电事故，事故的原因是工作人员违反操作规定，导致反应堆故的原因是工作人员违反操作规定，导致反应堆过热，发生一系列的爆炸，使得放射性物质泄漏过热，发生一

12、系列的爆炸，使得放射性物质泄漏到周围环境中，造成了重大损失。到周围环境中，造成了重大损失。2011年，日本年，日本福岛核电站福岛核电站在里氏在里氏9.0级地震和海啸袭击后出现级地震和海啸袭击后出现的核泄漏事故，引发全球有核电国家对核电站的的核泄漏事故，引发全球有核电国家对核电站的安全检查与反思。安全检查与反思。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究为了防止核电站事故的发生，核电站的反应堆都为了防止核电站事故的发生，核电站的反应堆都有一系列的防护措施，设置了多道安全屏障。对有一系列的防护措施，设置了多道安全屏障。对核电站放射性废料的处理，先在核电站内专用的核电站放射性废料的处

13、理，先在核电站内专用的废物库暂存（我国规定暂存时间为废物库暂存（我国规定暂存时间为5 年），然后年），然后送到人烟稀少、地质稳定、地下水位低又远离天送到人烟稀少、地质稳定、地下水位低又远离天然水源的处置场永久存放，一般存放几百年。然水源的处置场永久存放，一般存放几百年。每一次核泄漏事故对全球的核电发展是每一次核泄漏事故对全球的核电发展是一把双刃一把双刃剑剑，都会让核电发展吸取经验，升级防范措施。，都会让核电发展吸取经验，升级防范措施。随着科学和技术的发展，人们将会制造出更安全随着科学和技术的发展，人们将会制造出更安全的核反应堆，也期待着受控核聚变技术早日走向的核反应堆，也期待着受控核聚变技术早

14、日走向成熟。成熟。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究1、原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性 物质，物质，这些物质的原子核内部会向外辐射出这些物质的原子核内部会向外辐射出 肉眼看不见的、能量很高的射线。肉眼看不见的、能量很高的射线。如如射线、射线、射线、射线、射线射线。四、放射线四、放射线射线是带正电的高速射线是带正电的高速 运动的氦原子核流。运动的氦原子核流。射线是带负电的高速射线是带负电的高速 运动的电子流。运动的电

15、子流。射线是能量很高的电射线是能量很高的电 磁波。磁波。放射性物质的标志放射性物质的标志Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究2、这三种射线穿透物质的能力也不同、这三种射线穿透物质的能力也不同。射线穿透能力最弱，在空气中只能前进几厘米。射线穿透能力最弱，在空气中只能前进几厘米。射线穿透能力较强，能穿透几厘米厚的铝板。射线穿透能力较强，能穿透几厘米厚的铝板。射线穿透能力最强，能穿透几厘米厚的铅板和射线穿透能力最强，能穿透几厘米厚的铅板和 几十厘米厚的混凝土。几十厘米厚的混凝土。3、如果较少的量，并谨慎地加以控制，射线也、如果较少的量，并谨慎地加以控制，射线也 可以为人类服务。

16、可以为人类服务。工业上利用放射线来测量物体厚度。工业上利用放射线来测量物体厚度。农业上利用放射线照射种子，使种子发生变农业上利用放射线照射种子，使种子发生变 异，培育新的优良品种；异，培育新的优良品种；利用放射线还可以杀菌。利用放射线还可以杀菌。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究医疗上利用医疗上利用 射线治疗癌症。射线治疗癌症。因为人体组织对射线的耐因为人体组织对射线的耐受能力是不同的，细胞分受能力是不同的，细胞分裂越快的组织，它对射线裂越快的组织，它对射线的耐受能力就越弱。的耐受能力就越弱。4、过量的辐射对人体和动物、过量的辐射对人体和动物 的组织都有破坏的作用。的组

17、织都有破坏的作用。人体受到放射性污染，轻者头晕、疲乏、脱人体受到放射性污染，轻者头晕、疲乏、脱发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少；发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少；而大剂量照射，还会引起白血病及骨、肺、而大剂量照射，还会引起白血病及骨、肺、甲状腺癌变甚至死亡，放射性还能引起基因甲状腺癌变甚至死亡，放射性还能引起基因突变和染色体畸变。突变和染色体畸变。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究5、放射性物质不一定是核反应的产物，许多天然放射性物质不一定是核反应的产物，许多天然 物质也具有放射性。物质也具有放射性。人类一直生活在有放射线的环境中。我们日常人类一直生活在有放

18、射线的环境中。我们日常生活中的一些用品含有放射性物质，周围的一生活中的一些用品含有放射性物质，周围的一些岩石中也有放射性物质，地球上的每个角落些岩石中也有放射性物质，地球上的每个角落都有不断的来自宇宙的射线，等等。由于这些都有不断的来自宇宙的射线，等等。由于这些辐射都在安全剂量范围之内，对我们人体没有辐射都在安全剂量范围之内，对我们人体没有伤害。伤害。因此，在使用放射性物质时，必须注意安全，因此，在使用放射性物质时，必须注意安全，也要防止放射性物质对空气、水、生活用品等也要防止放射性物质对空气、水、生活用品等的污染。的污染。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究放射线的来源

19、放射线的来源从扇形图中可以看出，人体日常从扇形图中可以看出，人体日常接受的放射线中，有约接受的放射线中，有约82%来自来自于本底辐射。于本底辐射。本底辐射是自然界本底辐射是自然界中普遍存在的，中普遍存在的，它的放射源有很它的放射源有很多，有些来自太空，有些则来自多，有些来自太空，有些则来自地球上的物体，如岩石或土壤中地球上的物体，如岩石或土壤中的铀经过衰变产生的氡放射出来的铀经过衰变产生的氡放射出来的。在我们的周围，可以进行少的。在我们的周围，可以进行少剂量放射的物质几乎随处可见：剂量放射的物质几乎随处可见：房屋中的木头、砖块，衣服的布房屋中的木头、砖块，衣服的布料，日常食品，甚至我们的身体。料，日常食品，甚至我们的身体。由生活环境、生活方式所