核能的利用与环境保护课件

1、4-4.核能的利用与环境保护核能开发的历史进程核能开发的历史进程1. 19191. 1919年，英国卢瑟福用年，英国卢瑟福用粒子轰击氮原子核，使其粒子轰击氮原子核，使其嬗变成氧原子。嬗变成氧原子。2. 19322. 1932年，查得威克发现中年，查得威克发现中子子3. 19343. 1934年，法国约里年，法国约里奥居里夫妇用奥居里夫妇用粒子轰粒子轰击铝，产生了一个磷的同击铝，产生了一个磷的同位素，但很快放出正电子位素，但很快放出正电子蜕变为硅。蜕变为硅。4. 4. 卢瑟福（卢瑟福（19331933）和爱因斯）和爱因斯坦（坦（19351935）均没有意识到）均没有意识到原子能的实际利用近在眼原

2、子能的实际利用近在眼前。前。核能开发的历史进程核能开发的历史进程1. 19331. 1933年，爱因斯坦移居美国年，爱因斯坦移居美国2. 19382. 1938年，费米逃往美国年，费米逃往美国3. 3. 德国尚有普朗克、玻恩、海森堡、魏扎克、劳厄、德国尚有普朗克、玻恩、海森堡、魏扎克、劳厄、哈恩、盖革哈恩、盖革4. 19334. 1933年，匈牙利物理学家齐拉德（年，匈牙利物理学家齐拉德（1898189819641964）已经意识到核能的开发可能用于军事已经意识到核能的开发可能用于军事5. 19355. 1935年，建议物理学家暂缓发表研究成果年，建议物理学家暂缓发表研究成果6. 19396.

3、 1939年，玻尔认为核能利用为时尚早年，玻尔认为核能利用为时尚早7. 19397. 1939年，爱因斯坦、萨克斯、罗斯福说服美国政年，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。府抢在德国之前抓紧研制原子弹。核能开发的历史进程核能开发的历史进程1. 19341. 1934年，意大利物理学家费米用中子轰击原子核，并发现通年，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。费米因此获过石蜡减速之后的慢中子，裂核能力更强。费米因此获3838年年诺贝尔物理奖。诺贝尔物理奖。2. 19382. 1938年，德国哈恩发现铀嬗变后出现的新元素与铀相距甚

4、远。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。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。并称裂变过程要放出大量能量。3. 3. 费米提出链式反应概念。费米提出链式反应概念。4. 19394. 1939年年9 9月月1 1日，第二次世界大战正式打响日，第二次世界大战正式打响核能开发的历史进程核能开发的历史进程1. 19401. 1940年，美国政府正式大量拨款，启动年，美国政府正式大量拨款，启动“曼哈顿工程曼哈顿工程”，格罗夫斯将军为行政首脑格罗夫斯将军为行政首脑2. 19412. 1941年年12

5、12月月19421942年年1212月，费米在芝加哥研制原子反应堆月，费米在芝加哥研制原子反应堆3. 3. 铀铀235235、钚、钚239239的提纯的提纯4. 19434. 1943年年1 1月月19451945年年7 7月。奥本海默在新墨西哥州的洛斯阿月。奥本海默在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯主持原子弹研制。拉莫斯主持原子弹研制。5. 75. 7月月1616日凌晨日凌晨5 5时时3030分，第一颗铀原子弹试爆成功。比一千分，第一颗铀原子弹试爆成功。比一千个太阳都亮。个太阳都亮。6. 6. 曼哈顿工程：动员曼哈顿工程：动员5050万人，耗费万人，耗费2222亿美元，占用全国三分亿美元，占用全国三

6、分之一的电力之一的电力核能开发的历史进程核能开发的历史进程1. 19441. 1944年底，盟军的特工小组已经发现德国造不出原子弹年底，盟军的特工小组已经发现德国造不出原子弹2. 2. 科学家的犹豫：科学家的犹豫：继续干吗？缺乏政治和道义上的支持继续干吗？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好的理由：应该让全人类知道它的威力3. 3. 齐拉德、爱因斯坦的态度齐拉德、爱因斯坦的态度4. 19454. 1945年年8 8月月6 6日，铀弹小男孩投到广岛；日，铀弹小男孩投到广岛；8 8月月9 9日，钚弹胖子日，钚弹胖

7、子投在长崎投在长崎核能开发的历史进程核能开发的历史进程1. 1. 核军备竞赛：盟国之争核军备竞赛：盟国之争2. 19452. 1945年年8 8月，斯大林下令抓紧研制原子弹月，斯大林下令抓紧研制原子弹3. 19493. 1949年年8 8月，苏联成功地进行了核实验月，苏联成功地进行了核实验4. 19524. 1952年年1111月月1 1日，美国试爆第一颗氢弹日，美国试爆第一颗氢弹5. 19535. 1953年年8 8月，苏联研制氢弹成功月，苏联研制氢弹成功6. 19526. 1952年年1010月月3 3日，英国研制成功原子弹日，英国研制成功原子弹7. 19607. 1960年年2 2月月1

8、313日，法国研制成功钚弹日，法国研制成功钚弹8. 19648. 1964年年1010月月1616日，中国试爆成功原子弹日，中国试爆成功原子弹 二、核电站二、核电站 利用反应堆中的核燃料裂变放出的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，叫做核电核能转变为电能的发电厂，叫做核电站。站。 世界核能发电占全部电量世界核能发电占全部电量1/61/6 水泥防护层水泥防护层控制棒控制棒镉棒镉棒（吸收中子）（吸收中子）燃料棒燃料棒铀棒铀棒减速剂减速剂（速度与热运动速度相当的中子最适合引发裂变，称热中子或慢中（速度与热运动速度相当的中子最适合引发裂变，称热中子或慢中子）子）（常用慢化剂有石墨、重

9、水、和普通水）（常用慢化剂有石墨、重水、和普通水）反应堆反应堆 19601960年，美国的德累斯顿沸水堆核电站投入运行，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于压水堆核电站，我国目前没有这种类型的核电站。站。 19681968年，加拿大角坎杜堆核电站运行，它由重水年，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堆本体、一次冷却回路、二次回路及其它辅助系统

10、组成。目前，这种类型核电站所站比例排在第统组成。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。三位，我国在建的秦山三期核电站即属这种类型。 19741974年，法国建成了年，法国建成了“凤凰凤凰”示范快堆核电站，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）实现核燃料的增殖，我国将建一座实验快（中子）

11、堆。堆。世界第一座核反应堆世界第一座核反应堆（天然铀（天然铀5252吨、高纯石墨吨、高纯石墨10001000多吨，总重多吨，总重14001400吨）吨） 我国第一座实验性反应堆是在我国第一座实验性反应堆是在19541954年年6 6月建成投入运行的，我国自行设计研制、建月建成投入运行的，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，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全部建成后年发电量可达100100亿度。亿度。 因为铀核裂变有放射性污染，因而建因为铀核裂变有放射性污染，因而建设

12、核电站时必须采用可靠的防护措施，防止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。局，保证核能的安全应用。秦山核电站秦山核电站中国快堆在建设中中国快堆在建设中 1. 1. 二.核武器在山田须磨子（一位当年的爆炸目击在山田须磨子（一位当年的爆炸目击者）的一幅画：在遥远的广岛上空，者）的一幅画：在遥远的广岛上空，原子弹爆炸后发出彩虹一般绚丽的光原子弹爆炸后发

13、出彩虹一般绚丽的光芒芒 “小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑 在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所有的动物全部死亡 “原子弹之父” 奥本海默在核爆观测站里感到十分震惊，他想起了印度一首古诗：“漫天奇光异彩，有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争辉我是死神，我是世界的毁灭者”广岛红十字医院里，一个严重烧伤的学广岛红十字医院里，一个严重烧伤的学生仰面躺在一张草席上。他的五官几乎生仰面躺在一张草席上。他的五官几乎全被原子弹

14、爆炸产生的热浪抹掉了。四全被原子弹爆炸产生的热浪抹掉了。四天后他死了。天后他死了。倒塌的钢架结构建筑物倒塌的钢架结构建筑物 2.氢弹弹体弹体引爆装置引爆装置小型小型原子原子弹弹三种炸药：三种炸药：普通炸药普通炸药235氘、氚氘、氚爆炸爆炸裂变裂变聚变聚变氘、氚、重氢化氘、氚、重氢化钾等钾等铀铀235外壳外壳普通炸药普通炸药nHeHH10423121氢弹爆炸形成的磨姑氢弹爆炸形成的磨姑云云杨振宁杨振宁悼邓稼先词悼邓稼先词（张爱萍）（张爱萍） 踏遍戈壁共草原，踏遍戈壁共草原， 二十五年前，二十五年前， 连克千重关，连克千重关， 群力奋战自当先，群力奋战自当先， 捷音频年传。捷音频年传。 蔑视核讹诈

15、，蔑视核讹诈， 华夏创新篇，华夏创新篇， 君视名利如粪土，君视名利如粪土， 许身国威壮河山，许身国威壮河山， 功勋泽人间。功勋泽人间。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。 2020世纪人们在毫无防世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性备的情况下研究放射性遭原子弹炸后的广岛遭原子弹炸后的广岛放射性污染和防护放射性污染和防护检测辐射装置全全身身污污染染检检测测仪仪辐射检测系统辐射检测系统辐射源的存放辐射源的存放铀铀（1 1）在核电站的核反应）在核电站的核反应堆外层用堆外层用厚厚的水泥厚厚的水泥来防来防止放射线的外泄止放射线的外泄（2 2）用过的核废

16、料要放）用过的核废料要放在很厚很厚的在很厚很厚的重金属箱重金属箱内，内，并埋在深海里并埋在深海里（3 3）在生活中要有防范）在生活中要有防范意识，尽可能意识，尽可能远离放射源远离放射源放射性的防护放射性的防护1.1.放射性废水的处理放射性废水的处理 放射性废水的处理方法主要有稀释排放法、放置衰变法、混凝放射性废水的处理方法主要有稀释排放法、放置衰变法、混凝沉降法、离子变换法、蒸发法、沥青固化法、水泥固化法、塑沉降法、离子变换法、蒸发法、沥青固化法、水泥固化法、塑料固化法以及玻璃固化法等。料固化法以及玻璃固化法等。 2.2.放射性废气的处理放射性废气的处理 (1)(1)铀矿开采过程中所产生废气、粉尘，一般可通过改善操作条铀矿开采过程中所产生废气、粉尘，一般可通过改善操作条件和通风系统得到解决。件和通风系统得到解决。 (2)(2)实验室废气，通常是进行预过滤，然后通过高效过滤后再排实验室废气，通常是进行预过滤，然后通过高效过滤后再排出。出。 (3)(3)燃料后处理过程的废气，大部分是放射性碘和一