原 子 能 与 核 能 (初步认识)

1、原 子 能 与 核 能(1)一.什么是原子能 1.定义的由来 2.延伸 3.能量大小二.应用 1.两弹 2.核电站 下一页(2)1原 子 能 与 核 能(2)三.安全问题四.三位科学家五.国际原子能机构通报2002年第一期 上一页(1)2定 义1339年初,法国著名的物理学家约里奥-居里做了一个实验,他发现中子“炮弹”打进铀原子核时,铀原子立刻就被打破分裂成两块,并放出比化学能要大几百万倍的能量来.由于这种能是从原子核里放出来的能量,一般就把它叫做原子能,实质上应该叫它为“核能”.(返回)3延 伸约里奥在做了上面的实验时,还发现了一个奇妙的事件,就是当铀分裂时,要放出两个到三个新的中子炮弹来,

2、这些新的中子炮弹又可以使其它的铀分裂,而放出更多的能量,同时也放出更多的中子炮弹,再去使更多的铀分裂.这样很快地不断地发生的过程,叫做链式反应.如果这种连锁反应让它发展到一定程度,这就会产生原子大爆炸.(返回)4能 量 大 小原子分裂时放出的能量很大.例:1公斤的铀核分裂放出的能量,相当于250万公斤煤燃烧时放出的能量.1市斤铀核分裂放出的能量,如果用来开动火车的话,可以把火车从新疆乌鲁木齐开到北京,再从北京经过上海开到广州(行程近7000公里).如果用来发电的话,可以发360万度电.(返回)5应 用当这种连锁反应发展到一定程度,我们设法加以控制,即建造成原子反应堆,就可以利用它来进行原子能发

3、电,制造原子动力军舰、商船、原子能动力飞机.还可以生产工、农、医和国防上所需要的各种放射性同位素,也可以用它来进行各种科学研究.(返回) 6 两 弹(返回)原子弹(1.结构2.原理)氢弹(1.结构图2.原理3.爆炸图)7原 子 弹 结 构原子弹的结构主要是由弹仓内两块隔离开的能量块U235组成，这两块能量块的体积是略超过一半临界体积。临界体积是指能量物质（放射性核原料）达到产生巨大能量爆炸时的界限体积。(返回) 8原 子 弹 原 理爆炸原理是：用推动力将两块隔离的U235合并为达到或超过临界体积，使之产生巨大能量而爆炸。这个推动力就是在弹仓底部的炸药爆炸所产生的。简单地说就是引燃原子弹弹仓内的

4、炸药，用它爆炸产生的推动力将两块隔离开的U235合并，使之超过临界体积产生巨大能量而爆炸。(返回)9氢 弹 结 构 图(返回)10氢 弹 爆 炸 原 理氢弹又称热核弹或热核武器，它是利用原子弹爆炸的能量做为“扳机”，将聚变燃料加热至几千万开以上，使之发生自持的聚变反应，在瞬间释放出巨大的能量。其威力在几十万至几千万吨梯恩梯当量。(返回)11氢 弹 爆 炸 图(返回)12 核 电 站(返回)1.秦山核电站 2.切尔诺贝利核电站 13切 尔 诺 贝 利 核 电 站 图(返回)14秦 山 核 电 站 中国要建核电站，是周恩来总理生前的遗愿，国务院于1981年11月4日正式批准核电站工程上马，并列入国

5、家重点项目。 坐落在浙江省海盐县杭州湾畔的秦山核电站，是我国自行设计、自行建造的第一座核电站。秦山核电站在建设过程中，受到党中央、国务院的高度重视。全国有100多个科研单位和大专院校参与了研究、试验；有600多家工厂为工程建设提供设备、材料；7个设计院和11个施工单位承担了工程设计和施工任务。 I991年12月15日，秦山核电站终于并网发电成功，每年向华东电网输送17亿度电。 秦山核电站的建成，结束了中国大陆无核电的历史。核电技术是综合性的尖端技术，核电工程设计复杂，要求高度安全，整个电站由200多个系统组成，内有设备 2.4万台件，仪表和控制屏台1.76万台套，阀门1.17万个，由管线连接组

6、成系统，涉及反应堆物理、热工、水力、机械、电力、电子、辐射屏蔽、放射剂量、应用数学等几十个专业学科的应用。核电站设计、建造、运行过程中，完成了约400项科研项目。经国际原子能机构及国家核安全局专家的审评，秦山核电站的安全性达到当今世界先进水平。 核电是一种技术密集型的新能源，核电建设是国家综合国力和科学技术水平的重要标志。本世纪内，我国还将动工兴建一批核电站、低温核供热反应堆.(返回) 15核 电 是 否 安 全核燃料中的有效成分是铀235，铀235同样还是原子弹中的核炸药，核电站会不会像原子弹那样爆炸呢？核燃料中铀235的含量约为3，而核炸药中的铀235含量高达90 以上。专家指出，这就像啤

7、酒和白酒都含有酒精，但白酒因酒精含量高可以点燃，而啤酒则因酒精含量低不能点燃一样，核燃料不会引 起核爆炸。原子弹除了要用高浓度的铀235或钚239 作核装料，还要以一套精密复杂的系统引爆高能烈性炸药，利用爆炸力在瞬间精确地改变核装料的形状和位置，才能形成不可控的链式裂 变反应，发生核爆炸。这样苛刻的条件，在核电站里是不可能有的。我国的核电站使用压水式反应堆，该反应堆的特有性能保证了电站的安全。当核能 释放得太快时，反应堆能自动限制核能释放的速度，使反应堆功率维持在一个比较安全的水平上。 压水堆核电站不会发生切尔诺贝利核电站那样的事故。切尔诺贝利核电站使用原苏 联特有的压力管式沸水冷却石墨漫化反

8、应堆。在低功率下，性能不够稳定，堆内的大量石墨在高温下还容易燃烧。此外，反应堆厂房不能 承受内压，不能防止放射性物质外泄。目前世界核电站一半以上使用压水式反应堆，反应堆性能比较稳定，对内无易燃物质，有防止放射 性物质外泄的坚固的安全壳。专家指出，生活在核电站周围的居民，受到的辐射量一年为0.01毫希，远远低于天然辐射。仪器探测，宇宙射线一年的辐射为0.45毫希，砖房的辐射为每年0.75毫希，从北京乘飞机往返欧洲一次，辐射量为0.04毫希。作为首家通过ISO14001环境管理体系认证的中国核工业和电力行业企业，大亚湾核电站10公里半径范围内的7个环境监测站检测结果表明，核电站周围放射性本底水平与

9、核电站建设之前相比没有发生变化。大亚湾核电站的安全稳定运行，充分验证了核电是清洁、环保型能源。数据显示， 与同等容量的燃煤电站相比，大亚湾电站每年可减少排放二氧化碳1350万吨、二氧化硫10万吨、氮氧化物6万吨，烟尘1.8万吨，灰渣90万吨。(返回)16我 国 三 位 科 学 家(返回)1.朱光亚 2.王淦昌 3.邓稼先 17朱光亚，湖北省武汉市人，1924年生，男，中共党员，核物理学家，中国科学院院士，中国工程院院士。1945年毕业于西南联合大学物理系。1946年赴美国密执安大学从事实验核物理研究工作，获物理学博士学位后于1950年春回国。历任北京大学、东北人民大学（现吉林大学）副教授、教授

10、， 二机部原子能研究所研究员、研究室副主任，核武器研究所副所长、核武器研究院副院长，国防科委副主任，国防科工委科技委副主任、主任，第4届中国科学技术协会主席，中国工程院首任院长、党组书记。第8届全国政协副主席、党组成员，中共第9届、第10届中央候补委员，11至14届中央委员。国务院学位委员会副主任委员。现任第9届全国政协副主席，中国人民解放军总装备部科技委主任，中国科学技术协会名誉主席。1957年从事核反应堆的研究工作，领导设计、建成轻水零功率装置并开展了堆物理试验，跨出了中国自行设计、建造核反应堆的第一步。他是中国核武器研制的科学技术领导人，负责并领导中国原子弹、氢弹的研制工作。1962年主

11、持编写的原子弹装置科研、设计、制造与试验计划纲要及必须解决的关键问题，对争取在两年内实现第一次原子弹爆炸试验的目标起了重要作用。参与组织领导中国历次原子弹、氢弹的试验，为“两弹”技术突破及其武器化工作作出了重大贡献。70年代以来参与组织秦山核电站筹建和放射性同位素应用开发研究，80年代后参与国家高技术研究发展计划的制定与实施、国防科技发展战略研究工作。1985年获国家科技进步奖特等奖。(返回)18王淦昌 江苏省常熟县人，1907年生，男，中共党员，核物理学家，中国科学院院士。1929年毕业于清华大学物理系。1930年赴德国柏林大学留学,1934年获哲学博士学位,同年回国。曾任山东大学、浙江大学

12、教授。1950年5月以后，历任中国科学院近代物理研究所研究员、副所长，苏联杜布纳联合核子研究所副所长，二机部第九研究所副所长、第九研 究院副院长，二机部副部长兼原子能研究所所长，核工业部科技委副主任，中国科学技术协会第2届全国委员会副主席，中国物理学会副理事长,中国核学会第一届理事长，第3、4、5、6 届全国人大常委会委员。1998年逝世。核武器研制的主要科学技术领导人之一，核武器研究实验工作的开拓者。在从事核武器研制期间，指导并参加了中国原子弹、氢弹研制工作。他是原子弹冷试验技术委员会主任委员，指导了中国第一次地下核试验，领导并具体组织了中国第二、三次地下核试验。主持指导的爆轰物理试验、炸药

13、工艺、近区核爆炸探测、抗电磁干扰、抗核加固技术和激光模拟核爆炸试验等方面都取得重要成果。1964年他与苏联著名科学家巴索夫同时独立地提出激光惯性约束核聚变的新概念。他是中国惯性约束核聚变研究的奠基者。积极促成建立了高功率激光物理联合实验室并一直指导惯性约束核聚变的研究。积极指导原子能研究所开展电子束 .(返回)19邓稼先，安徽省怀宁县人， 1924年生，男，中共党员，核物理学家，中国科学院学部委员。 1945年毕业于西南联合大学物理系，后在北京大学任教。1948年10月缚美国普渡大学物理系留学，1950年获物理学博士学位，同年回国。历任中国科学院近代物理研究所助研、副研究员，二机部第九研究所理论部主任、第九研究院副院长、院长，国防科工委科技委副主任，核工业部科技委副主任等职。中共第12届中央委员。1986年逝世。 在原子弹、氢弹研究中，领导开展了爆轰物理、流体力学，状态方程、中子输运等基础理论研究，对原子弹的物理过程进行了大量模拟计算和分析，迈出了中国独立研究核武器的第一步。