福建省福鼎市第二中学高三物理课时复习10月份课件合辑：核能的利用与环境保护

核能开发的历史进程
1. 1934年，意大利物理学家费米用中子轰击原 子核，并发现通过石蜡减速之后的慢中子，裂 核能力更强。费米因此获38年诺贝尔物理奖。 2. 1938年，德国哈恩发现铀嬗变后出现的新元 素与铀相距甚远。奥地利女物理学家迈特纳提 出核裂变猜想，以解释铀实验。并称裂变过程 要放出大量能量。 3. 费米提出链式反应概念。 4. 1939年9月1日，第二次世界大战正式打响
4-4.核能的利用与环境保护
核能开发的历史进程
1. 1919年，英国卢 瑟福用α粒子轰击 氮原子核，使其嬗 变成氧原子。 2. 1932年，查得威 克发现中子 3. 1934年，法国约 里奥－居里夫妇用 α粒子轰击铝，产 生了一个磷的同位 素，但很快放出正 电子蜕变为硅。
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核能开发的历史进程
1. 1933年，爱因斯坦移居美国 2. 1938年，费米逃往美国 3. 德国尚有普朗克、玻恩、海森堡、魏扎克、劳厄、 哈恩、盖革 4. 1933年，匈牙利物理学家齐拉德（1898－1964） 已经意识到核能的开发可能用于军事 5. 1935年，建议物理学家暂缓发表研究成果 6. 1939年，玻尔认为核能利用为时尚早 7. 1939年，爱因斯坦、萨克斯、罗斯福说服美国政 府抢在德国之前抓紧研制原子弹。
链反应(self-sustaining chain reaction)。
• 1960年，美国的德累斯顿沸水堆核电站投入运行， 它主要由沸水堆本体、蒸汽给水系统和其它辅助 系统组成。目前这种类型的核电站所占比例仅次 于压水堆核电站，我国目前没有这种类型的核电 站。 • 1968年，加拿大角坎杜堆核电站运行，它由重水 堆本体、一次冷却回路、二次回路及其它辅助系 统组成。目前，这种类型核电站所站比例排在第 三位，我国在建的秦山三期核电站即属这种类型。 • 1974年，法国建成了“凤凰”示范快堆核电站， 它由快中子堆本体、一回路钠、二回路钠、三回 路水及其它辅助系统组成。目前，这种类型核电 站所占比例最小，它的最大特点是在运行中能够 实现核燃料的增殖，我国将建一座实验快（中子） 堆。
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核能开发的历史进程
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 核军备竞赛：盟国之争 1945年8月，斯大林下令抓紧研制原子弹 1949年8月，苏联成功地进行了核实验 1952年11月1日，美国试爆第一颗氢弹 1953年8月，苏联研制氢弹成功 1952年10月3日，英国研制成功原子弹 1960年2月13日，法国研制成功钚弹 1964年10月16日，中国试爆成功原子弹
第二次世界大战结束后，科学家迅速将 原子能的利用转向和平用途。
前苏联于 1954 建成 世界上第一座核电 站；至今已有30多 个国家和地区的 400 多座核电站处在运 行之中。 右图列出 1995年一些国家核 电占各自总电力的 百分率。
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二、核电站
利用反应堆中的核燃料裂变放出的 核能转变为电能的ห้องสมุดไป่ตู้电厂，叫做核电 站。
原子弹
原子弹
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁 伤．在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云 团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英 里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧 生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的 53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人， 占全市37% ．
亚美尼亚 36.4%
核反应堆
链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
水泥防护层
控制棒——镉棒
（吸收中子）
燃料棒—铀棒
减速剂
（速度与热运动速度相当的中子最 适合引发裂变，称热中子或慢中子） （常用慢化剂有石墨、重水、和普 通水）
通过受控核裂变反应获得核能的装置，可使裂变产生 的中子数等于各种过程消耗的中子数, 以形成所谓的自持
核能开发的历史进程
1. 1944年底，盟军的特工小组已经发现德国 造不出原子弹 2. 科学家的犹豫： –继续干吗？缺乏政治和道义上的支持 –不干吗？不符合现代科学技术的精神 –好的理由：应该让全人类知道它的威力 3. 齐拉德、爱因斯坦的态度 4. 1945年8月6日，铀弹小男孩投到广岛；8月 9日，钚弹胖子投在长崎
核电站－－－－秦山核电站
秦山核电站
中国快堆在建设中
二.核武器
1. 原子弹 足以维持链反应正常进行的裂变材料质量叫临界质量 (critical mass)。 铀-235 的临界质量约为 1 kg，质量超过1 kg 则发生爆 炸。
任何有核反应 堆的国家都不难得 到爆炸级的裂变材 料，原子弹的基本 设计又如此简单， 从而为防止核武器 扩散带来了困难。
世界第一座核反应堆
（天然铀52吨、高纯石墨1000多吨，总重1400吨）
我国第一座实验性反应堆是在 1954 年 6 月建成投入运行的，我国自行设计研制、建 造的秦山核电站已经运行发电了；广东大亚 湾电站第一期工程也已建成，并运行发电了， 全部建成后年发电量可达100亿度。 因为铀核裂变有放射性污染，因而建设 核电站时必须采用可靠的防护措施，防止放 射性物质泄漏，避免造成放射性污染，以保 证核电站的安全运行。我国对核电站的安全 非常重视，有专门负责安全监督的核安全局， 保证核能的安全应用。
解决能源危机根本途径——核能 1942年费米主持建立了世界上第一个“核 反应堆”，首次通过可控制的链式反应实 现了核能的释放。 可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。 核聚变资源可使用几亿年。
核能----解决能源危机的根本途径
核发电量占总发电比例最多的10个国家是：
法国 75% 立陶宛 73.1% 比利时 57.7% 保加利亚 47.1% 斯洛伐克 47% 瑞典 46.8% 乌克兰 43.8% 韩国 42.8% 匈牙利 38.3% 世界核能发电占全部电量 1/6 zx xk
核能开发的历史进程
1. 1940年，美国政府正式大量拨款，启动 “曼哈顿工程”，格罗夫斯将军为行政首脑 2. 1941年12月－1942年12月，费米在芝加哥 研制原子反应堆 3. 铀235、钚239的提纯 4. 1943年1月－1945年7月。奥本海默在新墨西 哥州的洛斯阿拉莫斯主持原子弹研制。 5. 7月16日凌晨5时30分，第一颗铀原子弹试 爆成功。比一千个太阳都亮。 6. 曼哈顿工程：动员50万人，耗费22亿美元， 占用全国三分之一的电力