第十七章 能源与可持续发展 第二节 核能

第十七章能源与可持续发展第二节核能第1页，共34页，2023年，2月20日，星期四二、获得核能的途径（2）聚变一、核能

原子核是可以改变的，且在分裂和聚合过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能.（1）裂变（原子核能）第2页，共34页，2023年，2月20日，星期四二、获得核能的途径（2）聚变一、核能

原子核是可以改变的，且在有些改变的过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能.（1）裂变不受控的链式反应原子弹氢弹受控的链式反应核电站第3页，共34页，2023年，2月20日，星期四二、获得核能的途径（2）聚变一、核能

原子核是可以改变的，且在有些改变的过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能.（1）裂变不受控的链式反应原子弹氢弹受控的链式反应核电站第4页，共34页，2023年，2月20日，星期四(1)裂变科学家们发现用中子轰击铀235时，铀核会分裂成大小差不多的两部分，这种现象叫做裂变.1kg铀中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量大约相当于2500t的标准煤完全燃烧所放出能量.裂变第5页，共34页，2023年，2月20日，星期四裂变重核裂变质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个质量相近的新核，并释放出能量的过程。原子弹――根据核裂变的原理制成。属于不受控制的链式反应的结果！第6页，共34页，2023年，2月20日，星期四铀核裂变的时候要放出一些中子，这些中子又可引起其它的铀235核裂变，就可使裂变反应不断进行下去，这种反应叫做链式反应。链式反应是可以控制的。1千克的铀全部裂变释放出2500吨的煤完全燃烧释放的能量。200辆1千克第7页，共34页，2023年，2月20日，星期四

用中子轰击铀核，使铀核发生裂变，放出能量.铀核分裂时，还同时放出2～3个中子，又可以轰击其它铀核，使它们也发生裂变.这些铀核分裂时，同样放出中子，从而引起更多的铀核发生裂变.于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去.这种现象叫做链式反应.

链式反应第8页，共34页，2023年，2月20日，星期四核能的释放——原子弹爆炸如果对裂变的链式反应不加控制，在极短时间（约百万分之几秒）会释放出大量核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的.第9页，共34页，2023年，2月20日，星期四原子弹爆炸被原子弹毁坏的建筑物设疑：

核能巨大，难道只能用于战争吗?如何才能有效地控制核能的释放？原子弹爆炸核弹头第10页，共34页，2023年，2月20日，星期四核反应堆为便于和平利用核能，必须控制链式反应的速度，使核能缓慢而又平稳地释放出来.为此，人们制成了一种专门装置——核反应堆.核反应堆能缓慢、平稳地释放核能.第11页，共34页，2023年，2月20日，星期四应用：核电站：是利用可控链式反应释放出能量发电。核心设备是反应堆。第12页，共34页，2023年，2月20日，星期四使原子核的裂变在可控制的条件下缓慢进行，释放的核能就可有效地利用。第13页，共34页，2023年，2月20日，星期四核能的和平利用――核电站思考：在电站工作过程中，能量是如何转化的？核能内能机械能电能第14页，共34页，2023年，2月20日，星期四田湾核电站秦山核电站岭奥核电站大亚湾核电站第15页，共34页，2023年，2月20日，星期四湖北咸宁大畈核电站7月动工为我国首座内陆核电站效果图第16页，共34页，2023年，2月20日，星期四核动力潜艇核动力巡洋舰核动力航母使原子核的裂变在可控制的条件下缓慢进行第17页，共34页，2023年，2月20日，星期四（2）聚变科学家们发现，某些质量较小的原子核结合成质量较大的原子核时，也能释放出核能，这种现象叫做核聚变，简称聚变.聚变是获得大量核能的另一重要途径.前面讲过，原子弹是利用重核裂变现象制成的.而另一种威力更大的核武器——氢弹，则是利用轻核聚变现象制成的.第18页，共34页，2023年，2月20日，星期四聚变又叫热核反应一个氘核由一个质子和一个中子组成，一个氚核由一个质子和二个中子组成，它们发生聚变反应结合成由二个质子和二个中子组成的氦核时，要放出一个中子，并释放出核能.一定质量的氘核和氚核聚变时放出的能量要比等量的铀核裂变时放出的能量大几倍.聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚变又叫热核反应.第19页，共34页，2023年，2月20日，星期四轻核聚变 2个质量较小的原子核在高温高压条件下聚合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。第20页，共34页，2023年，2月20日，星期四氢弹――根据核聚变的原理制成。威力比原子弹还大。第21页，共34页，2023年，2月20日，星期四１１９６４年10月16日15时（北京时间），中国第一颗原子弹在新疆罗布泊爆炸成功，中国从此成为核俱乐部的第五个成员。

196７年

6月17日，中国第一颗氢弹爆炸成功。

第22页，共34页，2023年，2月20日，星期四自然界中的热核反应自然界中，太阳内部的温度高达摄氏1千万度以上，在那里就进行着大规模的聚变反应.太阳辐射出的光和热，正是由聚变反应释放的核能转化而来的.可以说，地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量.第23页，共34页，2023年，2月20日，星期四自然界中，太阳内部的温度高达摄氏1千万度以上，在那里就进行着大规模的聚变反应.太阳辐射出的光和热，正是由聚变反应释放的核能转化而来的.可以说，地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量.第24页，共34页，2023年，2月20日，星期四

国际热核计划

国际热核聚变实验反应堆（简称国际热核计划，英文缩写为ITER）早在1985年就由原苏联在美苏日内瓦峰会上提出，1986年开始设计和筹建，1998年基本完成前期工作。国际热核计划将历时35年，总投资额将超过100亿美元。目前，该计划共有7方参与，分别是欧盟、中国、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度。欧盟承担40％的研发费用，其他6方各承担10％

该计划是为验证全尺寸可控核聚变技术的可行性而设计的，其原理类似太阳发光发热，即在上亿摄氏度的高温条件下，利用氢的同位素氘、氚的聚变反应释放出核能。核聚变使用的氘、氚可从海水中提取，而且不产生温室气体及高放射性核废料，因此被认为是未来人类能源的希望所在。

与目前的核电站不同，聚变反应堆从本质上讲不会发生泄漏，所以国际热核实验反应堆和下一代核聚变反应堆不会发生重大事故。另外，它也不对环境和周围居民构成威胁。

第25页，共34页，2023年，2月20日，星期四核聚变发电的优点：

１．能量巨大

２．资源丰富

３．成本低谦４．安全清洁无染污目前轻核聚变不可控制第26页，共34页，2023年，2月20日，星期四核地狱——切尔诺贝利核电站第27页，共34页，2023年，2月20日，星期四核泄露的结果——老鼠大如猫第28页，共34页，2023年，2月20日，星期四

１．为防止放射性灰尘沉降时随呼吸道吸入人体内和降落到皮肤上，污染区的人要及时戴好防毒面具或口罩。也可用湿毛巾捂住口鼻，扎好裤口、袖口、领口，用雨衣、塑料布及床单等就便物品把暴露皮肤遮盖起来，转入安全地带。

防核幅射：2．处于放射性物质沉降地区，应关闭门窗，防止放射性灰尘进入室内，尽量减少室外活动，这样可以减轻核辐射伤害。第29页，共34页，2023年，2月20日，星期四第30页，共34页，2023年，2月20日，星期四第31页，共34页，2023年，2月20日，星期四第32页，共34页，2023年，2月20日，星期四一、核能－－－原子核发生改变所产生的能量获得核能有两种途径1、裂变2、聚变－质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放能量的过程是使２个质量较小的原子核结合成较大的新核，并释放能量的过程例：原子弹例：氢弹

太阳－－链式反应－－热核反应3、聚变威力更大第33页，共34页，2023年，2月20日，星期四练一练:1．核能是

，它的获取途径有两条，即

和

。原子核分裂或者聚合时释放的能量

核裂变核聚变2．核电站是利用