核能7
什么是核能
什么是核能?核能,也被称为原子能或核能源,是指通过核反应释放出的巨大能量。
它是一种重要的能源形式,可以被用来产生电力、驱动舰船、推动航天器以及其他各种应用。
在本文中,我们将探讨核能的原理、应用以及与其他能源形式的比较。
核能的原理核能是从原子核中释放出来的能量。
原子核是由质子和中子组成的,而质子与中子一起被称为核子。
在核能释放过程中,有两种核反应是常见的:核裂变和核聚变。
核裂变核裂变是指一个原子核分裂成两个较小的原子核的过程,并释放出巨大的能量。
最常见的核裂变反应是铀-235(U-235)在受到中子撞击时分裂成巴里姆(Ba)和氪(Kr)两个原子核的过程。
这个过程中释放的能量可以被捕获并利用,例如用来生产蒸汽驱动涡轮发电机。
核聚变是指两个或多个原子核融合成一个更大的原子核的过程。
在聚变过程中,核子之间的相互作用会释放出大量的能量。
最常见的核聚变反应是氢的同位素氘(D)和氚(T)融合形成氦(He)并释放出能量。
核聚变是太阳和恒星中能量产生的主要机制。
核能的应用核能在许多领域都有广泛的应用。
核电站核能最常见的应用是用于发电。
核电站利用核裂变反应来加热水,并将产生的蒸汽转化为电力。
核电站具有高效、低碳排放、持续供应电力的特点,被认为是一种重要的清洁能源形式。
核动力舰船核能也被应用于舰船的动力系统,如核动力航母和核潜艇。
相比传统燃油动力系统,核动力系统具有持续供应能量、无需频繁补给的优势,能够有效地提供长时间的航行能力。
核能在医学领域有广泛的应用,如核医学诊断和治疗。
核医学诊断使用放射性同位素来追踪和观察病人体内的生物过程,从而提供有关疾病诊断和治疗的信息。
核医学治疗利用放射线来杀死肿瘤细胞或减轻疾病症状。
核研究核能也被用于核研究领域,例如核物理学和核化学。
科学家们利用核能研究原子核的成分、结构以及相互作用,扩展人类对原子核及其性质的认识。
核能与其他能源的比较当我们谈论能源时,我们经常需要将核能与其他能源形式进行比较。
7核能
美国俄亥俄级核潜艇
俄罗斯核动力破冰船
核动力电池
在美国航空航天局(NASA)科学家的字典里, “核电池”被称为多任务放射性同位素热电发生 器。它的原理很简单,利用半衰期较长的放射性 元素稳定衰变时发出的热量,将热能转化成电能 为全系统供电。美国“好奇”号火星车使用的是 约5公斤重的钚-238。
“好奇”号火星车
1、核电起步阶段 从上世纪70年代初,我国大陆核电开始起步。1984年 第一座自主设计和建造的核电站--秦山核电站破土动工 至1991年12月15日成功并网。 2、适度发展阶段 2000年召开的党的十五届五中全会提出了“适度发展 核电”的方针。在此方针指导下,我国相继建成了浙江 秦山二期核电站、广东岭澳一期核电站、浙江秦山三期 核电站等,使我国核电设计、建造、运行和管理水平得 到了很大提高,为我国核电加快发展奠定了良好的基础。 3、积极发展阶段 进入新世纪,中国核电迈入批量化、规模化的快速 发展阶段。截至2013年8月底,共有28台机组在建,装 机容量为3051万千瓦,在建核电规模居世界第一。
托卡马克的中央是一个环形的真空室, 外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡 马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场, 将其中的等离子体加热到很高的温度, 以达到核聚变的目的。 我国也有两座核聚变实验装置。
EAST全超导非圆截面 核聚变实验装置
核燃料:铀235
、钍239、氘 、锂、硼等
铀的储量约为417万吨,海水中也含有大量
现并网发电;宁德1号机组、红沿河1号机组也分 别于2012年12月28日、2013年1月17日成功并 网发电。因此,我国大陆实际在运机组共18(数 字不准确)台。
核裂变
核裂变是重金属元素的质子通过裂变而释放的巨 大能量,目前已经实现商用化。要大规模和平利 用核裂变所释放的能量,必须满足以下三个条件: ① 重核能够分裂成两个中等质量的原子核; ② 裂变反应能够自持的进行下去 ③ 裂变的速度能够人为的加以控制
第七章 核能利用与核武器
4、原子核的比结合能
定义:原子核的比结合能是该原子核中每个核子的平 均结合能ε,也就是该原子核的总结合能B( Z, A )与质 量数A的比值,即
ε= B( Z, A ) /A
比结合能曲线图
5、物理学家对核能利用的预言
原子核比结合能曲线的特点 曲线的形状是中间高, 两端低。说明A为50~150的中等质量的核结合得比较 紧;很轻的核和很重的核(A>200)结合得比较松。 物理学家对核能利用的预言 一种是重核的裂变, 一个很重的原子核分裂成两个中等质量原子核,比结 合能ε由小变大,有核能释放出来;另一种是轻核的 聚变,两个很轻的原子核聚合成一个重一些的核,比 结合能ε同样由小变大,也有核能释放出来。
光辐射
• 核爆炸时从温度高达数百万、几千万度的火球辐 射出来的光和热。它可造成人员皮肤烧伤、视网 膜烧伤、闪光(致)盲;如果炽热的空气被吸入 还可造成呼吸道烧伤。
冲击波
• 爆炸瞬间形成的高温火球猛烈向外膨胀、压缩周 围空气形成的高压气浪。
早期核辐射
• 早期核辐射是指核爆炸前十几秒内放出的γ射线 和中子流。前者以光速传播,后者速度也可达每 秒数千米至几千万米,两行均有很强的穿透能力。 早期核辐射能引起人员、牲畜的放射病。
第七章
核能利用与核武器
核能利用与核武器
该项技术主要是利用核裂变和核聚变反应释放
出能量的原理,开发出能源或动力装置和核武器, 主要应用有: 核电站、原子弹、氢弹、中子弹和核潜艇。
一、基本原理
能量和质量的一般关系 质量亏损 原子核的结合能 原子核的比结合能 物理学家对核能利用的预言
1、能量和质量的一般关系
△M>0 体系发生放能变化; △M<0 体系发生吸能变化。
举例:
核能教案:了解核能的来源与利用,及其对环境的影响
核能教案:了解核能的来源与利用,及其对环境的影响及其对环境的影响引言核能是一种非常特殊且既有利又具有危险性的能源,自从核能被应用于武器制造以来,它就一直被视为一种神秘而不可接触的能源。
但实际上,核能不仅广泛应用于电力生产和其他工业领域,它对于我们的日常生活和生产也有着非常重要的影响。
在这篇核能教案中,我们将探讨核能的来源、利用,以及对环境的影响。
一、核能的来源核能的来源可以追溯到自然界中的原子核。
几乎所有的物质都由原子组成,而原子则由正电荷的原子核和负电荷的电子组成。
当原子核发生变化时,就会释放能量。
这种能量就是核能。
核能的释放方式有两种,即裂变和聚变。
裂变是指将一个大的原子核分裂成两个更小的原子核,并同时释放出能量的过程。
核电站通常使用铀等重元素进行核裂变。
而聚变则是将两个小的原子核融合在一起形成更大的原子核,并释放出能量的过程。
聚变是太阳和恒星中核能的主要来源。
二、核能的利用核能对于电力生产来说是一种非常重要的能源,尤其是在一些能源匮乏的国家。
在核电站中,核能会使铀元素释放出热能,再将其用于发电。
核电站的核反应堆中通常会使用铀等重元素,将这些元素装入集装箱中,然后将核反应堆中的液体循环到蒸汽发生器中,蒸汽会被用来驱动汽轮机来产生电力。
此外,核能还可以用于医学和其他领域的研究。
核技术可以用于放射性同位素治疗癌症、检测食品污染和研究气候变化等方面。
三、核能对环境的影响虽然核能具有很多优点,但它对环境的影响也很大。
核反应堆中产生的核废料是一种非常危险的物质,它们可以持续释放辐射能量数千年。
如果这些放射性废料没有得到正确的处理和处理,那么就可能会引起严重的污染和健康风险。
此外,核反应堆的事故也是不可忽视的危险。
像切尔诺贝利核事故和福岛核事故就在全世界范围内引起了广泛的关注。
这些事故造成了大规模的物理和人为损失,甚至还会持续影响当地环境和居民的健康。
四、如何安全利用核能为了确保核能的安全利用,我们需要采取一系列措施来控制核反应的速度和强度。
国际核能事件分级表及说明
安全措施明显失效,但仍具有足够纵深防御,仍能处理进一步发生的问题。 安全措施明显失效,但仍具有足够纵深防御,仍能处理进一步发生的问题。 导致工作人员所受剂量超过规定年剂量限值的事件和/或导致在核设施设计未 导致工作人员所受剂量超过规定年剂量限值的事件和 或导致在核设施设计未 预计的区域内存在明显放射性,并要求纠正行动的事件。 预计的区域内存在明显放射性,并要求纠正行动的事件。
3
级 别
名称
描述
实例
0 级
偏差
安全上无重要意义
1 级
异常
超出规定运行范围的异常情况,可能由于设备故障,人为差错、 超出规定运行范围的异常情况,可能由于设备故障,人为差错、或规程有问 题引起
2 级
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国际核能事件分级表
名称
国际核能事件分级表,英语为 International Nuclear Event 国际核能事件分级表, 英语为 英语缩写 INES。 缩写为 Scale, 英语缩写为 INES。
实施时间
国际核能事件分级表于 年实施。 国际核能事件分级表于 1990 年实施。
国际核能事件分级表说明 国际核能事件分级表说明
分级表对于事件级别的考虑来自其在以下三个不同方面的影响: 分级表对于事件级别的考虑来自其在以下三个不同方面的影响: 事件级别的考虑来自其在以下三个不同方面的影响 对人和环境的影响; 对人和环境的影响; 对设施的放射屏障和控制的影响; 对设施的放射屏障和控制的影响; 以及对纵深防 御的影响。 御的影响。 级最低级, 国际核能事件依据严重程度分为 0 到 7 级。0 级最低级,7 级为 最高级。 最高级。 级为事件(incidents) ,4 国际核能事件 1 级到 3 级为事件(incidents) 4 级到 7 级为事 , 故(accidents) 每升高 1 级代表事件严重程度增加约 10 倍。 accidents) 。每升高 级代表事件严重程度增加约 。 事件
核能在能源中的地位和前景
核能在能源中的地位和前景核能是一种可以转化为电能的原始能源,其使用在近百年的时间里取得了巨大的发展。
现在,我们把核能应用在能源中,是为了解决日益变得严重的能源危机。
本文将介绍核能在能源中的地位和前景。
一、核能源的定义核能是一种由核子友好地结合在一起而产生的能量。
其能量来源于核反应,即分裂反应和聚合反应。
分裂反应中,一个大核子分裂成两个小的核子和一些中子,而聚合反应则是把两个轻的核子结合在一起,形成一个重的核子,同样释放出能量。
为了使用核能,我们需要制造核反应堆,它将会把核子击碎,形成核反应。
然后,该反应产生的能量会被转化为电能。
二、核能在能源中的地位核能在能源中的地位越来越重要。
现在,核电站已经成为许多国家的主要能源来源,它能产生大量的低成本电能。
据报道,全球目前有439个核反应堆,它们能够产生大约1/10的世界电力供应。
另外,核能不释放温室气体,这也是它作为一个环保能源的重要原因。
事实上,它具有极高的应对气候变化能力。
在某些情况下,制造核电站甚至比制造其他电力发电设备更加环保。
三、核能在未来的发展随着对气候变化的担忧,对清洁能源的需求正在不断增加,因此未来核能的应用前景非常广阔。
伴随着技术的不断发展,我们可以制造更小,更安全,更具经济效益的核反应堆,这些反应堆能够更好地适应不同国家和地区的需求。
例如,新型微堆反应堆通过推进我们对核技术的研究来为海上操作发电和环保事业提供了实用的解决方案。
此外,核能也可以帮助我们在未来更好地应对能源危机。
作为一种永久的能源来源,核能源在实践中显示出了明显的持久性和稳定性——这是我们在其它能源形式上找不到的。
四、总结总之,核能在能源中的地位越来越重要。
它是一种低成本,高效率的能源来源,并且对环境造成的损害比较小。
我们需要不断加强研究,提高安全性并完善核反应堆的技术,因此我们可以在未来更好地利用核能源,以应对能源危机并解决环境问题。
核能的基本原理和应用
核能的基本原理和应用1. 核能的定义与分类核能,又称原子能,是指从原子核中释放出的能量。
核能的释放主要通过核裂变和核聚变两种方式实现。
•核裂变:指重的原子核(如铀-235或钚-239)分裂成两个较轻的原子核的过程,同时释放出巨大的能量。
•核聚变:指两个轻原子核(如氢的同位素氘和氚)结合成较重的原子核的过程,也会释放出大量能量。
2. 核能的基本原理2.1 核裂变原理核裂变的过程释放大量能量,主要来源于质量亏损。
根据爱因斯坦的质能方程E=mc²,原子核在裂变过程中质量发生亏损,亏损的质量转化为能量释放出来。
核裂变过程需要满足几个条件:•原子核必须达到临界质量,才能维持链式反应。
•必须有中子引发裂变,这个中子称为“慢中子”。
•裂变产物必须稳定,或者能够经过一系列衰变后变成稳定元素。
2.2 核聚变原理核聚变是轻原子核在极高的温度和压力下融合成更重的原子核的过程。
聚变过程中释放出的能量远大于核裂变。
太阳和恒星就是通过核聚变产生能量的。
实现核聚变需要解决的主要问题包括:•高温和高压:需要将轻原子核加热到数百万甚至数十亿摄氏度,以克服它们之间的电荷排斥力。
•控制聚变反应:要实现有效的聚变反应,必须控制好高温等离子体的运动和稳定性。
3. 核能的应用3.1 核裂变应用:核电站核裂变技术目前主要用于核电站发电。
核电站通过控制链式反应,将核能转化为电能。
核电站的主要设备是核反应堆,其中使用铀-235或钚-239作为燃料。
核电站的主要优点包括:•产能高:核反应堆可以产生大量的电能,满足大规模的电力需求。
•污染小:核能发电不像化石燃料发电那样产生大量的温室气体和空气污染物。
主要缺点包括:•放射性废料处理:核反应堆产生的放射性废料需要长期安全存储。
•安全隐患:核电站存在潜在的安全风险,如核泄漏和核事故。
3.2 核聚变应用:未来能源核聚变目前尚未实现商业化应用,但被广泛认为是未来几乎无限的清洁能源。
国际热核聚变实验反应堆(ITER)是一个国际合作的项目,旨在证明核聚变发电的可行性。
浙教版九年级科学上册作业本:第三章第7节 核能
第7节核能一、核能1.概念:________在发生改变的过程中,释放出巨大的能量,称为核能,也叫原子核能或原子能。
说明:化学变化的最小微粒是原子,所以原子核的变化不属于化学变化。
2.获得核能的两条途径(1)裂变:________是根据裂变原理制造的。
(2)________:________是根据聚变的原理制造的。
二、核能的利用——核电站1.核电站利用核能发电,它的核心设备是核反应堆。
核反应堆是通过可以控制的________反应释放核能的设备。
2.核电站中发生的能量转化是:核能→________→________→电能。
三、放射线1.核反应过程中会产生三种射线:________、________、γ射线。
2.大量的射线对人畜有伤害作用。
微量射线可以为人类服务,主要有:机械设备探伤、育种、放疗等。
A组基础训练1.下列能源中不属于太阳能直接或间接转化而来的是()A.水能B.风能C.核能D.煤、石油、天然气2.为缓解电力紧张的状况,我省正在加大核电站的建设。
下列说法正确的是() A.核电站将核能最终转化为电能B.核反应堆中发生的是不可控制的核裂变C.核能发电使用的燃料是天然气D.核电站利用的核能属于可再生能源3.(娄底中考)下列说法中正确的是()A.原子核在常温下就能发生轻核的裂变B.太阳的能量来自大量的氖核的裂变C.核电站内的核反应堆是可控制的铀核裂变D.煤、石油、天然气都属于可再生资源4.如图所示的是一种核反应的过程,这种核反应的原理可用于制造()第4题图A.原子弹B.氢弹C.导弹D.普通炮弹5.(绵阳中考)关于核反应,下列说法正确的是()A.只有裂变才能释放出核能B.氢弹爆炸是利用裂变释放出核能C.核反应堆中发生的链式反应是不可以控制的D.原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的6.下列说法正确的是()A.核能是原子核内部结构发生变化而释放出的能量B.煤炭、石油、天然气、太阳能都是不可再生能源C.原子弹和氢弹都是利用核裂变D.目前核电站获得核能的途径是核聚变7.(成都中考)关于核电站、能量和能源,下列说法正确的是()A.目前人类已建成的核电站,都是利用核聚变发电B.核电站的核废料可以直接堆放在露天垃圾场C.所有能量转化和转移过程,都遵循能量守恒定律D.水能、风能和太阳能都属于不可再生能源8.(河池中考)如图是核电站工作的流程图。
核能发展史
-11-
核能问世的准备时期,可以追溯到19世纪末至20世纪初。19世纪 末,英国物理学家汤姆逊 发现了电子。1895年,德国物理学家伦琴发 现了X射线。1896年,法国物理学家贝克勒尔发现 了放射性。1898年, 居里夫人发现新的放射性元素钋。1902年,她经过4年的艰苦努力又发 现 了放射性元素镭。1905年,爱因斯坦提出质能转换公式E=m*c^2( c为光速,E为能量,m为转 换成能量的质量)。1914年,英国物理学 家卢瑟福通过实验,确定氢原子核是一个正电荷单元 ,称为质子。 1932年,英国物理学家查得威克发现了中子。1938年,德国科学家奥 托· 哈恩和 他的助手斯特拉斯曼用中子轰击铀原子核,发现了核裂变现 象。有些元素可以自发地放出射线,这些元素叫做放射性元素。放射 性元素可以放出3种看不 见的射线。一种是α射线,就是氦原子核。一 种是β射线,就是高速电子。一种是γ射线,就 是高能光线。其中γ射线 的穿透能力最强。当中子撞击铀原子核时,一个铀核吸收了一个中子 而分裂成两个较轻的原子核,同时发生 质能转换,放出很大的能量, 并产生两个或3个中子,这就是举世闻名的核裂变反应。
-13-
反应堆的种类繁多,一般是根据用途分为动力堆、生产堆和研究 堆。动力堆是利用 核裂变释放的能量来产生动力,进行发电、供热、 推动船舰等。生产堆是利用中子生产新的核 燃料。研究堆是利用中子 进行基础科学和应用科学的研究。为了实现核能的进一步发展,当前 世界许多国家的核科学家正在研究与发展先进的核反应 堆,进一步提 高反应堆的安全性和经济性。我国“863”计划正在研发两种先进反应堆 。一种 是由清华大学核能技术设计研究院承担的10兆瓦高温气冷实验 堆。高温气冷堆具有安全性好( 不会对厂外公众造成危害)、发电效 率高(蒸汽发电效率38~40%,氦气透平发电45~47%)、 用途广(可 进行煤的气化和液化、制氢等)的优点。该反应堆已于2003年1月29日 达到满功率 并网发电。另一种是由中国原子能科学研究院承担的中国 实验快堆。快中子反应堆的主要优点 是可大大提高铀资源的利用率, 从目前轻水堆的1%左右提高到60~70%。该反应堆正在建造, 其主厂 房已于2002年8月15日封顶。
日本核辐射级别提至7级
日本核辐射级别提至7级作者:来源:《初中全科导学》2011年第06期素材回放4月12日,日本经济产业省原子能安全保安院与日本原子能安全委员会举行联合新闻发布会,正式将福岛第一核电站事故等级提高到7级。
这也是日本政府第二次调整福岛核电站事故等级。
在人类核事故史上,唯一的一次7级事故就是切尔诺贝利核电站的爆炸,营运机构东京电力公司的官员更忧虑福岛的辐射释放量会比切尔诺贝利更多,让人揪心不已。
“我们已经提升至7级,由于放射物质已经广泛波及空气、蔬菜、自来水和海洋,”原子能安全保安院一名官员说。
提升事故等级,缘于所泄漏放射物质的活度已严重超出标准。
国际核事件分级表依据泄漏放射物质的活度作为评级依据。
7级对应的泄漏放射物质活度下限为“数万万亿贝克勒尔”。
贝克勒尔(Bq)是衡量放射源放射强度或活度的单位。
原子能安全保安院12日说,经测算,3月11日日本大地震以来,福岛第一核电站已泄漏出的放射物质活度达37万万亿贝克勒尔。
而日本原子能安全委员会测算数值为62万万亿贝克勒尔。
两个数字的绝对值虽然相差较大,但均已远超7级对应的“数万万亿贝克勒尔”,在过去一个月间,福岛第一核电站的放射物质泄漏最严重时一度达每小时1万万亿贝克勒尔,且已经持续了数小时。
针对日本福岛第一核电站事故可能对我国产生的影响,国家和事故应急协调委员会12日权威发布,我国内地环境监测和视频抽检结果较以前没有明显变化,饮用水抽检结果无异常,公众不需要采取防护措施。
命题要点语文:日本的核泄漏事故越发严峻。
我们应该如何防止辐射?如何降低被辐射的程度?与核辐射相关的文章可能出现在阅读题中。
数学:中考数学中,可能会出现跟放射性元素的半衰期、核泄漏量有关的计算题目。
物理:核能作为一种清洁能源,符合世界各国提出的科学发展,节能减排的理念。
可能涉及的考点有新能源、能量的转化等。
核电基本知识
核电基本知识核电是一种高效、清洁的能源形式,具有巨大的发展潜力。
本文将介绍核电的基本知识,包括核能原理、核反应堆、核燃料循环、核安全与辐射防护、核电运行与维护、核废料处理与处置以及核电经济与环境影响等方面。
1.核能原理核能是由原子核中的质子、中子以及它们的结合能所释放出来的能量。
核能的主要来源是铀、钚等放射性元素的原子核裂变和氢等轻元素的原子核聚变。
在核反应过程中,质量会发生亏损,根据爱因斯坦的质能方程E=mc²,这些亏损的质量会转化为能量释放出来。
2.核反应堆核反应堆是核电站的核心部分,它可以将核能转化为热能。
核反应堆的基本结构包括燃料组件、控制棒、冷却剂和屏蔽层等。
燃料组件是核反应堆的核心,由铀等放射性元素制成。
控制棒用于控制核反应的速率和反应堆的功率。
冷却剂用于将反应堆中的热能带出。
屏蔽层用于吸收和屏蔽放射性物质。
3.核燃料循环核燃料循环是指将核燃料从天然资源中提取出来,经过加工和处理,再返回反应堆进行利用的过程。
这个过程包括铀的提取和转化、燃料组件的制造、乏燃料的处理和放射性废料的储存等环节。
在核燃料循环中,乏燃料中的放射性物质会进行处理和储存,同时可回收再利用的物质也会进行分离和提取。
4.核安全与辐射防护核安全与辐射防护是核电发展中非常重要的环节。
放射性物质对人体和环境都有一定的危害,因此必须采取有效的防护措施。
这些措施包括控制放射性物质的释放、隔离和防护放射性物质、监测环境中的放射性水平等。
同时,为了应对可能发生的核事故,还必须制定和实施应急处理措施,以保障人员和环境的安全。
5.核电运行与维护核电运行和维护是保证核电站安全稳定运行的重要环节。
在核电站运行期间,需要严格控制反应堆的功率和运行状态,同时还要对各种设备和系统进行定期的检查和维护。
当设备或系统出现故障时,需要及时进行检修和更换,以确保核电站的正常运行。
6.核废料处理与处置核废料处理和处置是核电发展中一个长期且具有挑战性的问题。
世界核能发展历程
世界核能发展历程核能发展历程可以追溯到20世纪中叶,当时人们开始意识到利用核能可以产生大量的电力。
以下是世界核能发展的一些关键时刻和事件。
1. 1945年:美国在第二次世界大战期间成功研发出原子弹。
这一事件引发了全球范围内对核能利用的兴趣和讨论。
2. 1951年:世界上第一座商业用途的核电站——英国的卡尔多尼亚核电站开始运营。
这标志着核能开始用于产生电力。
3. 1954年:苏联建成了世界上第一座实验性的核电站——位于奥比涅斯克的布鲁霍夫原型核电站。
这个项目显示了核能作为一种新的能源来源的潜力。
4. 1957年:世界上第一个民用用途的核电站开始运营,位于苏联的奥布涅斯克。
核能开始在全球范围内得到广泛应用。
5. 1962年:美国在马萨诸塞湾内建成了世界上第一个商业用途的核电站——普利茅斯核电站。
这是核能行业的又一个里程碑,为未来的核电站建设奠定了基础。
6. 1973年:石油危机使得世界各国更加重视寻找替代能源。
核能作为一种清洁能源,开始受到更多的关注和投资。
7. 1986年:乌克兰切尔诺贝利核事故发生,这是人类历史上最严重的核事故之一。
事故对全球核能发展造成了重大冲击,但也迫使各国加强核安全和管理。
8. 1996年:欧洲核研究组织(CERN)在瑞士建立了世界上最强大的粒子加速器——大型强子对撞机(LHC)。
这个实验项目为科学家们研究原子核结构和宇宙起源提供了重要的工具。
9. 2011年:日本福岛核事故发生,这是自切尔诺贝利事故以来的又一次核灾难。
事故对世界范围内的核能行业产生了深远影响,引发了对核能安全性的更大关注和反思。
10. 当前,核能在世界范围内仍然被视为一种重要的能源来源。
许多国家仍在积极发展核能技术,以满足日益增长的能源需求,并寻求减少对化石燃料的依赖。
同时,核能安全和废弃物处理仍然是全球核能发展的重要议题。
核能发电的工作原理
核能发电的工作原理核能发电是利用核能转化为电能的一种发电方式。
核能是指原子核中所蕴含的能量,它的释放能够产生巨大的能量输出。
核能发电利用核裂变或者核聚变的原理,将核能转变为热能,再通过热力机械装置转换为电能。
下面将详细介绍核能发电的工作原理。
一、核裂变发电原理核裂变是指重核原子核(如铀、钚等)受到中子轰击后,原子核发生裂变,释放出巨大的能量。
核裂变反应可通过以下步骤描述:1. 中子轰击:在核反应堆中,中子与重核原子核相互碰撞,引发裂变反应。
中子的速度要适中,既要能轻易地与原子核相撞,又能产生裂变所需的能量。
2. 裂变反应:当中子发生碰撞后,被击中的原子核不稳定,裂变成两个中等大小的裂变产物核和2~3个中子。
同时,还会释放出大量的能量。
3. 中子连锁反应:裂变产物核会继续释放出中子,这些中子会继续与其他原子核碰撞,引发新的裂变反应。
这就是所谓的中子连锁反应。
中子连锁反应可以持续不断地释放能量,形成链式反应。
4. 控制链式反应:为了保持链式反应的稳定性,需要控制中子的数量和速度。
通过控制材料的密度、材料的摆放方式和使用反射材料等方法,可以实现对链式反应的调节和控制。
通常在核反应堆中使用控制棒来调整链式反应的速率。
5. 热能转换:核裂变反应释放出的热能被用来加热反应堆中的工质,如水或氦气。
通过热交换器,工质中的热能被转移到另一个回路中。
在这个回路中,热能被用来产生蒸汽,驱动涡轮发电机转动,最终产生电能。
二、核聚变发电原理核聚变是指轻核原子核(如氢、氦等)在极高温度和压力下发生融合,产生巨大的能量。
核聚变反应可通过以下步骤描述:1. 提供高温和高压条件:为了使轻核原子核可以克服库仑斥力,靠近到足够接近的距离,需要提供极高的温度和压力。
常见的方法包括惯性约束聚变和磁约束聚变。
2. 核聚变反应:在高温和高压的条件下,轻核原子核发生聚变反应,形成更重的原子核,并释放出大量的能量。
3. 释放能量:核聚变反应释放出的能量以光子形式传播出来,形成巨大的等离子体。
核能的应用
核能的应用核能是一种利用原子核反应释放出的能量进行发电或其他应用的能源。
核能的应用主要集中在核能发电、核能研究、核医学、核武器等领域。
以下是核能应用的具体内容:1. 核能发电核能发电是一种利用核反应释放出的能量进行发电的方法,是当前核能应用的主要领域之一。
核能发电的原理是,利用原子核反应释放出的热能将水加热成蒸汽,再推动蒸汽轮机发电机组发电。
核能发电具有高效、低成本、清洁等优点,在世界范围内得到了广泛的应用。
但是,核能发电存在一定的安全风险和环境污染问题,需要进行严格的管理和控制。
2. 核能研究核能研究是指利用核反应和核物质等核技术进行科学研究和应用开发。
核能研究在基础科学研究、能源开发、医学应用等方面都有广泛的应用。
例如,在基础科学研究方面,利用加速器进行原子核实验,研究原子核的结构和性质;在能源开发方面,利用核反应堆进行核能发电和海水淡化等;在医学应用方面,利用放射性核素进行放射性治疗和诊断等。
3. 核医学核医学是一种利用核技术进行医学诊断和治疗的方法。
核医学具有无创、准确、快速等优点,因此在医学领域得到了广泛的应用。
核医学的原理是,利用放射性核素发射出的射线对病变进行成像和诊断,或者利用放射性核素产生的放射线对病变进行照射治疗。
例如,在常用的PET-CT检查中,通过注射放射性核素进行全身扫描,发现肿瘤等病变。
4. 核武器核武器是一种利用原子核反应释放出的能量进行杀伤和破坏的武器。
核武器的原理是,利用原子核反应释放出的能量产生高温、高压、辐射等效应,对目标进行杀伤和破坏。
核武器具有极高的杀伤力和破坏力,因此被用于战略威慑和战争目的。
总之,核能是一种具有重要战略意义的能源,在推动经济发展和科技进步方面发挥着重要作用。
但是,核能应用也存在一定的安全风险和环境污染问题,需要进行严格的管理和控制。
未来,随着科技的不断进步和技术的不断改进,核能应用的安全性和环保性将会不断提高,其在能源领域的地位也将越来越高。
初中科学同步讲义(浙教版) 九年级上册 第3章 第7节 核能(学生版)
第7节 核能课程标准课标解读 1.说出核能的概念及其应用。
2.知道原子核的裂变和聚变是获得核能的两种方式。
3.了解核电站的工作过程,知道核能的优点和可能带来的问题。
4.了解放射线及其应用。
5.初步建立利用核能的意识,初步建立能源可持续发展的观念。
解读1:知道裂变和链式反应,聚变和热核反应,常见题型为选择题和填空题,难度较小。
解读2:知道放射性及其应用及核电站是利用核裂变的原理来工作的,常见题型为选择题和填空题,难度较小。
知识点01 核能原子由原子核和核外电子构成,而原子核又由质子和中子构成,质子带正电荷,中子不带电,对于原子来说,质子和中子几乎集中了原子的全部质量,却挤在原子中心非常小的空间内,构成很小的原子核,这使得原子核分裂或重新组合极其困难,但是一旦使原子核分裂或聚合,就可释放出惊人的能量。
(一)核能的概念原子核是可以转变的,原子核在转变过程中所释放出的能量叫做核能。
和 是获得核能的两种途径。
(二)裂变(1)含义:核裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核,并释放出巨大能量的现象。
如中子轰击铀235,铀核就会分裂成2个新核,并释放出能量,同时产生几个新的中子,1千克铀全部裂变,释放的能量超过2000吨煤完全燃烧释放的能量。
(2)链式反应:每个铀核裂变时会产生几个中子,这些中子又会继续轰击其他铀核,使其他铀核裂变并产生更多的中子,这样就会导致一系列铀核持续裂变,产生链式反应,如图所示。
快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸,原子弹就是利用快速裂变制成的,我们]还可以控制链式反应的速度,把核能用于和平建设事业。
“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。
目标导航知识精讲(3)应用:原子弹、核电站都是根据的原理制成的。
原子弹属于不加控制的链式反应;核电站属于可控制的链式反应。
(三)聚变(1)含义:2个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核,同时释放出能量的现象。
由于核聚变需要极高的温度,所以核聚变也叫。
1986年切尔诺贝利核泄漏事故—7级
1986年切尔诺贝利核泄漏事故—7级1986年4月26日,苏联切尔诺贝利核电站4号堆(石墨水冷堆),由于工作人员违章操作、判断失误,加上反应堆设计缺陷,特别是没有安全壳等原因,导致了核电史上一次最严重的事故。
4号堆出现了瞬发超临界(当中子增殖因子k>1,缓发中子失去控制作用,每代中子寿命变得极短,堆功率会急剧上升而无法控制,就发生瞬发超临界,造成燃料熔化和三道屏障破坏。
),功率剧增,堆芯熔化,蒸汽爆炸,石墨燃烧。
因为这个堆没有安全壳,大量放射性物质(12×1018贝可)释入大气。
由于大气扩散,使白俄罗斯、乌克兰和俄罗斯约3万平方千米面积土地,受到了不同程度的污染。
这次灾难性事故所造成的经济损失和社会影响是巨大的。
这里是满目疮痍的景象:玻璃碎片满街,树木茂盛、杂草丛生,狼、熊、麋等动物常在荒凉的街头出没;燕子从废弃的办公大楼上空掠过;当地小河、湖泊里的鱼虾又大又多……渺无人烟的切尔诺贝利小镇已成为各种野生动物的乐园。
目前,切尔诺贝利核污染区建筑物仍完好保留了当年被毁后的场景。
不久前,乌克兰旅游界拟把切尔诺贝利核电站废墟开发成旅游景点。
对此,乌克兰紧急情况部部长巴洛加对媒体说,他对此事持赞同立场,认为这一想法有利于经济,并可满足世界各地人们对该地区的好奇心。
巴洛加指出,这个计划应该让正规的专业旅游公司去操作。
1986年4月26日,切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸,造成30人当场死亡,8吨多强辐射物泄漏。
此次核泄漏事故使电站周围6万多平方公里土地受到直接污染,320多万人受到不同程度核辐射侵害。
两个重要的原因,使这场悲剧不能就此被忘记。
第一,如果我们忘记切尔诺贝利,就等于在未来增添了更多相似的技术和环境悲剧的可能;第二,超过700万人的遭遇使我们无法奢求忘记这场悲剧,他们每天仍在忍受1986年那场灾难带来的痛苦。
切尔诺贝利留下的遗产与教训将会世世代代传播下去。
——前联合国秘书长科菲·安南切尔诺贝利核电站位于乌克兰首府基辅的北部接近白俄罗斯边境的一块平坦的沼泽地上。
核能 小朋友科普
核能小朋友科普嘿,小朋友们!今天咱们来聊聊一个超级厉害的东西——核能!你们知道吗,核能就好像一个小小的魔法盒子,里面藏着巨大的能量呢!就像你们的玩具盒子,看着不大,但是能装好多好多玩具一样。
核能可以用来发电哦!想象一下,我们家里的电灯、电视、电脑,这些都需要电才能工作呀。
而核能就可以为我们提供大量的电,让我们的生活变得亮亮堂堂、丰富多彩。
这是不是很神奇呀?核能的力量可大啦!它就像一个超级大力士,可以推动很大很大的机器转动,让工厂里的设备都能好好工作。
就好像你们力气大的时候可以推动很重的玩具车一样。
但是呢,核能也不是随随便便就能玩的哦,就像你们不能随便玩危险的东西一样。
核能需要很专业很厉害的大人来管理和控制它。
要是不小心没管好,那可就糟糕啦,就像你们不小心打破了最喜欢的玩具一样,会让人很心疼的。
不过不用担心,有很多聪明的科学家和工作人员在努力让核能乖乖听话呢。
他们会确保核能只做好事,不会捣乱。
而且呀,核能还能帮助我们探索宇宙呢!想想看,那些宇宙飞船要飞到好远好远的地方,没有足够的能量可不行。
核能就能给它们提供强大的动力,让它们可以在宇宙中自由翱翔。
这就好像你们有了一双超级翅膀,可以飞到想去的任何地方。
小朋友们,核能是不是很有趣呀?虽然它很厉害,但我们也要知道怎么正确地和它相处。
就像你们和小伙伴玩耍一样,要友好、要小心。
总之呢,核能是个很特别的东西,它既有很大的本事,又需要我们好好地对待它。
希望你们以后长大了,也能像那些科学家一样,懂得怎么利用核能,让它为我们的世界带来更多的好处哟!现在,你们对核能是不是有了一点了解呀?哈哈,那就太棒啦!。
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一切物质由分子组成,分子又由原子组成.有些物质的分子就是一个原子.原子十分小,它的直径不到一个纳米.原子由质子、中子、
电子三种粒子组成.质子带正电荷,电子带负电荷,中子不带电.质子和中子的质量比电子大得多,挤在处于原子中心的构成非常小的原子核中,就像几颗豆粒挤在大广场中央一小块弹丸之地一样.
核聚变、核裂变的过程。
教学准备:
链式反应模型、各种挂图。
教学过程
时间分配
教师活动
学生活动
设计意图
科学家们发现铀、钋、镭等元素能够放出射线,这种射线能够穿透黑纸,使照相底片感光,就像光线可以使照相底片感光一样.那么,放出的射线究竟是什么呢?
放射现象
人们让射线通过很强的磁场,看看它有什么反应,以此来考察它的性质.如图所示,把一小块放射性物质放在铅盒里,留有一个通道让射线射出,外面加有强磁场.人们发现射线分成了三束.其中两束向相反方向偏转,说明这两束射线由带电粒子组成,而且带有异种电荷.另一束不偏转,说明这束射线是中性的.
原子、原子核
质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起,因此原子核十分牢固,要使它们分裂或重新组合是极其困难的.
但是,一旦使原子核分裂或聚合,就可能释放出惊人的能量,这就是核能.核能是能源家族的新成员,它包括核裂变能和核聚变能两种主要形式
核能
科学家发现用中子轰击铀235(质量数为235的铀),铀核会分裂成大小相差不很大的两部分,这种现象叫做裂变
科学家们发现,较轻的核结合成较重的核,也能释放能量,这种现象叫做聚变.例如一个氘核(质量数为2的氢核)和一个氚核(质量数为3的氢核)结合时,就释放出核能
聚变
作业设计:
本课练习册
课后反思:
偏转较小的那一束叫做α射线,由带正电的α粒子组成,α粒子所带正电荷是电子电荷的两倍,α粒子的质量大约等于氦原子的质量.研究表明,α粒子就是氦原子核.
偏转较大的那一束叫做β射线,研究表明,β射线是高速运动的电子流.
不偏转的那一束叫做γ射线,是一种波长很短的电磁波.
其中γ射线的穿透本领最强,甚至能穿透水泥墙和薄钢板.由于穿透本领强,所以可利用γ射线来检查金属材料内部有没有砂眼和裂缝,用来检查金属板的厚度.还可利用射线照射种子,使农作物增产.γ射线还可用来检查和医治恶性肿瘤.
课题:核能
授课时间课时安排
课题类型授课班级
教学目标:
知识与技能
1、了解核能、核裂变和核聚变.
2、了解核能的优点,还要知道它可能带来的问题.
过程与方法
1、培养学生的观察能力.
2、初步分析问题和解决问题的能力.
情感价值
通过图画,使同学们养成实事求是的科学态度,热爱科学的情感.
教学重点:
核聚变、核裂变
教学难点:
裂变
发生裂变时有核能释放出来,这时裂变后的产物以很大速度向相反方向飞开,与周围的分子碰撞,使分子动能增加,转化为物体的内能.裂变释放的核能十分巨大,1 kg铀235中的铀核如果全部发生裂变,释放出的能量相当于2500 t标准煤完全燃烧放出的能量.
如果对裂变的链式反应不加控制,在极短的时间内就会释放出巨大的核能,发生猛烈爆炸,原子弹就是根据这个原理制成的