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核能组员：于颖李玮李芝廉小芳刘华唐玲杨艺孟凡雪席小梅引言1945年8月8日美国向日本广岛投下了第一颗原子弹，造成七万多人死亡、六万多人受伤；1945年8月10日，又将匆忙装配的最后一颗原子弹，投到日本长崎，再次造成三万多人死亡、六万多人受伤。两座城市均遭巨大破坏。核能发现的历史回顾“原子”概念的提出以及电子、质子、中子的发现。公元前五世纪——古希腊思想家德谟克利特提出朴素的原子论，认为宇宙万物是由看不见、摸不着、无重量实心的无法分割的微粒“原子”组成。19世纪末——英国物理家约翰·汤姆逊在做阴极射线管实验时发现了电子。1914年——卢瑟福通过实验确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子。钋和镭的发现1898~1902年——居里夫人发现新的放射性元素钋和镭。核能发现的历史回顾质能转换公式的提出1905年——爱因斯坦提出质能转换公式首次人工核反应的实现1919年——卢瑟福用氢原子核轰击氮原子核打出质子，首次实现人工核反应首次人工放射性同位素的制成1934年——居里夫妇用氦原子轰击铝靶，制得磷-30，首次获得人工反射性同位素。核裂变的发现1938年——德国放射化学家奥托·哈恩及其助手发现核裂变。。2*cmE核能应用的反应原理概述：核能主要是指裂变能和聚变能。前者是铀、钚等重元素的核分裂时释放出来的能量;后者是氘、氚等轻元素的核聚合时释放出来的能量。核能应用的反应原理1．裂变能裂变能来自某些重核的裂变。例如铀－235核的分裂方式有许多种，下面的式子表示的只是其中之一种：铀－235核裂变时除放出裂变能外还释放出平均约2．5个裂变中子，这些裂变中子又可以去轰击别的铀一235核，引发裂变放出裂变能和裂变中子。在一定条件下，裂变反应可以不间断地进行下去，这种反应就叫做链式反应。nKrBanU1092361415610235923核能应用的反应原理2．聚变能聚变能来自某些轻元素的原子核的聚合。例如一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时发生如下的反应：nHeHH10423121现在人们已经知道，太阳能实际上是太阳中进行的核聚变的产物，本质上也是核能。我们现在利用的煤炭、石油、水力等能源，都是由太阳能转化而来，溯其源也是核能。至于地热资源，也是地芯内放射性物质衰变所发出的能量。因此我们可以说，人类利用和赖以生存的一切能源，直接或间接都来自核能。核能应用的反应原理核反应与一般化学反应的比较核反应一般化学反应核裂变或核聚变时有元素变化原子之间的化学键变化，并实现原子重排涉及核内质子、中子、电子或其他基本粒子涉及原子核外电子巨大能量的变化能量变化小反应速度不受外界因素和化学结合状态的影响反应速率受温度、压力、浓度、催化剂的影响人工核反应堆的诞生1942年12月2日，在美国芝加哥大学体育场西看台底下的一个网球厅内，著名科学家恩里科·费米领导一批科学家，聚精会神地操纵着一座由40吨天然铀短棒和385吨石墨砖构成的庞然大物。下午3点25分，启动运行成功。这个庞然大物就是世界上第一座人工核反应堆。人工核反应堆的诞生A：核裂变的应用裂变核能已成为安全清洁经济的工业能源裂变核反应堆用途：动力堆——用于发电供热，合作为推进动力，核电站。生产堆——生产裂变材料。研究试验堆——利用射线进行研究。特殊用途堆——医疗等。分类（常见动力堆分类）：压水堆，沸水堆，压力管式重水堆，高温气冷堆等。人工核反应堆的诞生B：核聚变的应用几十年来受控核聚变研究受到国际广泛重视，投入大量人力和资金开展各种试验研究，其目的是要实现核聚变能的和平利用，建立核聚变堆及聚变能电站。当前开展核聚变研究的最重大的国际合作项目，就是建造国际热核实验堆（ITER）。1987年春，IAEA总干事邀请了欧共体、日、美、苏的代表在维也纳开会，讨论加强聚变国际合作问题。它们达成了共同协议，联合进行ITER概念设计和辅助研究开发活动。国际热核试验堆的主要目的是实现氘氚燃料点火并持续燃烧，最终实现氘氚燃料的稳定燃烧。另外也进行聚变工艺技术一体化试验。人工核反应堆的诞生聚变能源不仅极其丰富，而且更加安全、清洁聚变反应时没有临界质量问题，燃料的装量少，即使失控也不会产生严重事故。氘、氚聚变反应中产生的氦是没有放射性的。聚变堆没有剩余发热的问题地球上的聚变燃料，对于满足未来的需要来说，是无限丰富的。聚变能源的开发，将“一劳永逸”地解决人类的能源需要§核能的应用◎核能的军事应用◎核能的和平应用核能的军事应用三十年代末铀-235裂变的现象发现后，科学家认识到这是一种巨大的能量来源，有可能制造成威力空前的核武器。核武器是利用链式裂变反应或核聚变反应在瞬间释放出巨大能量、产生爆炸、具有大规模杀伤破坏作用的武器。核武器可以制成弹头，由导弹、火箭运载，可在路上发射，在飞机上发射，或在舰艇上从水面或水下发射；也可以制成炸弹，由飞机投掷；还可以制成炮弹，由火炮发射，或制成鱼雷、地雷等，这些是战术核武器。核能的军事应用※当第二次世界反法西斯战争处于最艰难的时刻，第一座反应堆刚建成不久，作为中间工厂的试验性生产堆的建造工作就于1943年初在橡树岭开始了。到1945年秋，美国陆续制造出三颗原子弹。※美国第一艘核潜艇的陆上模式堆1953年3月建成，并于1953年6月发出电力。1954年1月第一艘核潜艇下水，并于1955年服役。1958年8月3日它又完成了人类史上第一次从冰下穿越北极的航行。※前苏联1961年10月30日，在新地岛进行了超级氢弹爆炸试验，其杀伤范围半径为1000千米是迄今为止世界上爆炸过的威力最大的氢弹。核能的军事应用除了在潜艇上使用核动力有巨大的优越性外，水面舰艇使用核动力也具有续航力大及航速高的优点，还可以为舰队的其他常规动力舰只携带燃料，所以美、俄等国家已建造了多艘核动力航空母舰等水面舰艇。核潜艇和生产堆的研制，为民用核动力的发展准备了技术条件，奠定了工业基础。和平利用核能，从军用过渡到民用，是核能发展历史的必然趋势。核能的和平应用核能的和平利用，主要就是利用核反应堆。反应堆通过核燃料的链式裂变反应释放出核能，并产生大量的中子，因此，核反应堆既是强大的能源，又是强大的中子源。核能的和平应用★1954年在库尔恰托夫的主持下，苏联建成了世界上第一座核电站——奥布灵斯克核电站。从此，核电站便在世界各地蓬勃发展起来。★世界上第一个沸水堆核电站建于美国伊利诺伊州，名为德累斯顿，于1959年调试，1960至1982运行。★大亚湾核电站于1987年8月开工兴建，到1994年5月，成功建成了我国大陆第一座大型商业核电站。核能的和平应用核电站遵循纵深防御和多重屏障的安全原则进行设计，有效地防止了放射性物质的外逸，有效保护了工作人员和周围居民的安全。尽管反应堆是一种有较大潜在危险的能源，但由于采取了一系列特殊的安全措施，可以说做到了层层把关、纵深设防、万无一失，使它比消耗化石燃料的装置安全得多，对环境的影响也清洁得多。辐射防护与核安全1986年4月26日1时23分44秒，乌克兰切尔诺贝利核电站4号机组核反应堆发生爆炸，霎时引起一片火海。反应堆内的放射性物质大量泄漏，乌克兰一半以上的土地遭到了不同程度的核污染，13万居民被迫迁移他乡，300多万人受到核辐射侵害。成为人类和平利用核能历史上最惨痛的悲剧。辐射防护与核安全辐射危害由于辐射引起电离和电子激发而破坏各种分子，从而破坏人体细胞造成伤害。辐射会使人体组织细胞的功能、代谢活动和分裂繁殖能力受损。当辐射达到一定剂量时，会引起细胞死亡，或者细胞内ＤＮＡ分子变化或染色体畸变，从而引起细胞变异。◆辐射防护与核安全◆辐射的防护——外照射防护外照射分为两类：一是低剂量率、小剂量水平下的持续照射；二是中高剂量率、大剂量水平下的短时间照射。对于该种照射的防护可采用距离防护、时间防护和屏蔽防护三种方法。——内照射防护放射性物质进入人体内部会引起内照射，进入人体的放射性元素会在体内转移、沉积和排出。其防护方法主要是湿式操作和进行封闭。辐射防护与核安全◆核安全我们应该认识到这样的事实：核反应堆不是原子弹，它不会爆炸；由于核能与放射性密不可分，因此它一出现时，工程师和科学家们就制定了一系列的规范和措施来保证它的安全性，因此核能是非常安全的能源；核能发生事故的可能性比其他能源、其他领域发生事故的可能性小得多。核能的优越性安全清洁能量密度大执行编辑：廉小芳孟凡雪资料查找：唐玲席小梅杨艺刘华于颖李芝李玮讲解：唐玲谢谢观赏！２００６年１２月