生活的能源发展课件

核分裂、核融合、衰變組別:2組員:黃國銓，楊鎮豪，吳文新生活能源與發展核分裂、核融合、衰變生活能源與發展1講題何謂衰變?射線比較何謂核分裂?核分裂應用何謂核融合?未來展望講題何謂衰變?2衰變衰變是指放射性元素由不穩定原子核自發地放出射線，而產生另一種穩定的元素（衰變產物）而停止放射。衰變時放出的能量稱為衰變能量。原子序較大的原子因質子與中子較多，因此原子核較不穩定，容易發生衰變。原子衰變除了產生出另一種元素外，也會放出α粒子、β粒子或中微子，在發生衰變後，該原子也會釋出γ射線。衰變衰變是指放射性元素由不穩定原子核自發地放出射線，而產生另3比較種類組成電性穿透性α粒子

2質子+2中子(氦原子核)正電低β粒子類似電子負電中γ射線電磁波不帶電高比較組成電性穿透性α粒子2質子+2中子正電低β4α粒子相當於氦的原子核可被紙所阻擋β粒子相當於電子可被鋁箔所阻擋γ射線則具有高穿透性。α粒子相當於氦的原子核可被紙所阻擋5衰變(續)半衰期:母元素的數量變為原來的一半所需花費的時間

例如:某放射性元素半衰期為1年，則1年後該元素變為原來的1/2，再1年後則變為原來的1/4，以此類推衰變都有一定的周期，並且一般不因環境而改變，因此可用放射性元素來計算年代。衰變(續)半衰期:母元素的數量變為原來的一半所需花費的時間

6核分裂核分裂:較重(原子序較大)的原子，經中子撞擊後，變為兩個較輕的原子與數個中子，並產生大量熱能。核分裂核分裂:較重(原子序較大)的原子，經中子撞擊後，變為兩7

鏈鎖反應一個中子撞擊原子會產生出數個中子，產生的中子會再與其他原子反應，稱為鍊鎖反應，如不加以控制，將會瞬間產生大量能量，原子彈就是利用其原理。鏈鎖反應81945年8月6日，在長崎投擲原子彈後所出現的蘑菇雲。

1945年8月6日，在長崎投擲原子彈後所出現的蘑菇雲。9核分裂反應式1n+235U(鈾)→137Ba(鋇)+92Kr(氪)+3n+能量n(中子)核分裂反應式1n+235U(鈾)→137Ba(鋇)+92K10質能方程式核分裂產生的能量是核反應中所消耗的質量

可套用愛因斯坦發現的公式:

E=mc²E(能量)m(質量)c(光速)

此公式代表質量可以轉變為能量，核融合也可套用此公式

質能方程式核分裂產生的能量是核反應中所消耗的質量

可套用愛因11核分裂的用途核分裂能產生大量熱能，可用於發電，現今的核能發電廠使用低濃度鈾235進行核分裂發電。原子彈利用鈾和鈽等較容易裂變的重原子核進行瞬間能量釋放而爆炸。核分裂的用途核分裂能產生大量熱能，可用於發電，現今的核能發電12核分裂發電的缺點核分裂發電後會剩餘具有放射性的核廢料，要放置於哪裡是個令人頭痛的問題。發電廠若有什麼意外，也會有大量輻射釋出，危害生物。例如:日本311強震造成福島核災核分裂發電的缺點核分裂發電後會剩餘具有放射性的核廢料，要放置13核融合核融合過程與核分裂過程正好相反。核融合是利用兩個或兩個以上較輕原子核，如氫的同位素氘、氚，在超高溫(幾千萬或上億攝氏度）等特定條件下猛烈碰撞，聚合成一個較重原子核，並釋放出一個中子和巨大的能量。核融合反應出的能量比核分裂大的多。核融合核融合過程與核分裂過程正好相反。核融合是利用兩個或兩個14核融合(續)但因要觸發核融合必須要在極高溫下，並且必須能控制住核融合，因此難度較核分裂高出許多，現今科學家只能製造出短暫的核融合核融合(續)但因要觸發核融合必須要在極高溫下，並且必須能控制15以氫的同位素氘、氚進行核融合，產生氦4與1個中子2H+3H→1n+He以氫的同位素氘、氚進行核融合，產生氦4與1個中子16核融合未來展望核融合產生的能量比核分裂大，且產物為氦與中子，對生物的危害較小。氘、氚皆可從海水中取得。現今科學家也嘗試用不同的方法觸發核融合，例如:超聲波