鲁科版选修35核能课件

一、核力与核能核力（nuclearforce)强力（强相互作用）短程力，作用范围在2fm左右核力与核电荷无关核子不能无限靠近，在某些情况下表现为斥力。大体上说核子间的距离在0.8~1.5fm之间表现为引力；小于0.8fm表现为斥力，大于4~5fm时核力急剧下降，几乎消失；大于10fm时，核力消失。约10-14m约10-15m一、核力与核能核力（nuclearforce)约10-141一、核力与核能核素图核素（nuclide）：具有一定核电荷数和质量数，并且具有同一能态的一种原子核或原子，称为一种核素。通常核素可简记为AX（如13C）

原子序数越大，稳定核素的中子数越来越大于质子数一、核力与核能核素图2一、核力与核能结合能与平均结合能原子核的结合能：核子结合成原子核所释放的能量。平均结合能：是指核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量，也是把原子核重新分解成自由核子时每个核子平均吸收的能量。平均结合能越大，原子核越难分离。一、核力与核能结合能与平均结合能3一、核力与核能质能方程与质量亏损E＝mc2△E＝△mc2实验发现，任何一个原子核的质量总是小于组成它的所有核子的质量之和，这一差值叫做质量亏损。核子平均质量核子的平均质量与原子序数之间的关系DEFZBCAFe一、核力与核能质能方程与质量亏损核子平均质量核子的平均质量与4二、裂变和聚变重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变（nuclearfission）。轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变。〓聚变〓裂变二、裂变和聚变重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为51、发现：1938年12月，德，哈恩和斯特拉斯曼2、特点：裂变产物具有多样性，同时放出2～3个中子，这些中子引发新一轮裂变，即链式反应。3、核能：裂变中有质量亏损，因而有核能的释放三、铀核的裂变1、发现：1938年12月，德，哈恩和斯特拉斯曼三、铀核的裂6巨大的核能2000t＝2×106kg煤1kg铀235巨大的核能2000t＝2×106kg煤1kg铀2357链式反应链式反应8四、裂变的应用：反应堆与核电站核反应堆的结构和基本原理石墨堆、重水堆、轻水堆压水堆（秦山二期、大亚湾二期）沸水堆（压力小、安全性高、体积大。秦山三期）四、裂变的应用：反应堆与核电站核反应堆的结构和基本原理9四、裂变的应用：反应堆与核电站我国核电现状秦山核电站（浙江海盐，自行设计）大亚湾核电站（广东，中法合作）岭澳核电站（广东）田湾核电站（江苏连云港，中俄合作）三门核电工程项目（在建）阳江核电有限公司（在建）到2020年我国核电装机容量将从目前的850万千瓦增加到3600万千瓦，从目前的占全国电力装机总容量的2.3％提升到4％。四、裂变的应用：反应堆与核电站我国核电现状10四、裂变的应用：秦山核电站四、裂变的应用：秦山核电站11四、裂变的应用：原子弹中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图四、裂变的应用：原子弹中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图12可怕的美丽可怕的美丽13可怕的美丽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可怕的美丽原子弹之父奥本海默在核爆观测站里感到十分震惊，他想14在消耗相同质量的核燃料时，聚变比裂变能释放更多的能量．五、轻核的聚变

例如：一个氘核和一个氚核结合成一个氦核（同时放出一个中子）时，释放17.6MeV的能量，平均每个核子放出的能量在3MeV以上，比裂变反应中平均每个核子释放的能量大3～4倍．这时的核反应方程式是：在消耗相同质量的核燃料时，聚变比裂变能释放更多的能量．五151、必须让轻核的距离非常接近2、必须让轻核具有很大的动能需要克服极大的库仑斥力五、轻核的聚变发生核聚变的基本条件是1、必须让轻核的距离非常接近2、必须让轻核具有很大的动能需要16如何让核子具有如此大的动能？可以将轻核加热到很高的温度当物质达到几百万摄氏度以上的高温时，剧烈的热运动使得一部分原子核已经具有足够的动能，可以克服相互之间的库仑斥力，在碰撞时发生聚变．因此，聚变反应又叫热核反应．五、轻核的聚变如何让核子具有如此大的动能？可以将轻核加热到很高的温度当物质17热核反应裂变反应相同的核燃料释放的能量多反应中放射物质的处理较易反应中的核燃料资源较丰富核反应发生条件较易实现六、可控热核反应目前控制聚变反应还有困难热核反应裂变反应相同的核燃料释放的能量多反应中放射物质的处理18六、可控热核反应研究现状与发展前景六、可控热核反应研究现状与发展前景19一、核力与核能核力（nuclearforce)强力（强相互作用）短程力，作用范围在2fm左右核力与核电荷无关核子不能无限靠近，在某些情况下表现为斥力。大体上说核子间的距离在0.8~1.5fm之间表现为引力；小于0.8fm表现为斥力，大于4~5fm时核力急剧下降，几乎消失；大于10fm时，核力消失。约10-14m约10-15m一、核力与核能核力（nuclearforce)约10-1420一、核力与核能核素图核素（nuclide）：具有一定核电荷数和质量数，并且具有同一能态的一种原子核或原子，称为一种核素。通常核素可简记为AX（如13C）

原子序数越大，稳定核素的中子数越来越大于质子数一、核力与核能核素图21一、核力与核能结合能与平均结合能原子核的结合能：核子结合成原子核所释放的能量。平均结合能：是指核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量，也是把原子核重新分解成自由核子时每个核子平均吸收的能量。平均结合能越大，原子核越难分离。一、核力与核能结合能与平均结合能22一、核力与核能质能方程与质量亏损E＝mc2△E＝△mc2实验发现，任何一个原子核的质量总是小于组成它的所有核子的质量之和，这一差值叫做质量亏损。核子平均质量核子的平均质量与原子序数之间的关系DEFZBCAFe一、核力与核能质能方程与质量亏损核子平均质量核子的平均质量与23二、裂变和聚变重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变（nuclearfission）。轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变。〓聚变〓裂变二、裂变和聚变重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为241、发现：1938年12月，德，哈恩和斯特拉斯曼2、特点：裂变产物具有多样性，同时放出2～3个中子，这些中子引发新一轮裂变，即链式反应。3、核能：裂变中有质量亏损，因而有核能的释放三、铀核的裂变1、发现：1938年12月，德，哈恩和斯特拉斯曼三、铀核的裂25巨大的核能2000t＝2×106kg煤1kg铀235巨大的核能2000t＝2×106kg煤1kg铀23526链式反应链式反应27四、裂变的应用：反应堆与核电站核反应堆的结构和基本原理石墨堆、重水堆、轻水堆压水堆（秦山二期、大亚湾二期）沸水堆（压力小、安全性高、体积大。秦山三期）四、裂变的应用：反应堆与核电站核反应堆的结构和基本原理28四、裂变的应用：反应堆与核电站我国核电现状秦山核电站（浙江海盐，自行设计）大亚湾核电站（广东，中法合作）岭澳核电站（广东）田湾核电站（江苏连云港，中俄合作）三门核电工程项目（在建）阳江核电有限公司（在建）到2020年我国核电装机容量将从目前的850万千瓦增加到3600万千瓦，从目前的占全国电力装机总容量的2.3％提升到4％。四、裂变的应用：反应堆与核电站我国核电现状29四、裂变的应用：秦山核电站四、裂变的应用：秦山核电站30四、裂变的应用：原子弹中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图四、裂变的应用：原子弹中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图31可怕的美丽可怕的美丽32可怕的美丽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可怕的美丽原子弹之父奥本海默在核爆观测站里感到十分震惊，他想33在消耗相同质量的核燃料时，聚变比裂变能释放更多的能量．五、轻核的聚变

例如：一个氘核和一个氚核结合成一个氦核（同时放出一个中子）时，释放17.6MeV的能量，平均每个核子放出的能量在3MeV以上，比裂变反应中平均每个核子释放的能量大3～4倍．这时的核反应方程式是：在消耗相同质量的核燃料时，聚变比裂变能释放更多的能量．五341、必须让轻核的距离非常接近2、必须让轻核具有很大的动能需要克服极大的库仑斥力五、轻核的聚变发生核聚变的基本条件是1、必须让轻核的距离非常接近2、必须让轻核具有很大的动能需要35如何让核子具有如此大的动能？可以将轻核加热到很高的温度当物质达到几百万摄氏度以上的高温时，剧烈的热运动使得一部分原子核已经具有足够的动能，可以克服相互之间的库仑斥力，在碰撞时发生聚变．因