核能、核技术利用与环境保护PPT课件
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核能、核技术利用与环境保护PPT课件
一、核能与核技术利用现状
放射源的应用始于1901年,不过,直到1940年的近40年的时间 内,主要局限于镭源的医疗应用。40年代后,密封源的种类以 及数量不断增长,应用领域也迅速拓宽。时至今日,放射源已 广泛地应用于医疗、研究、工农业以及一些消费品中。除了在 工业射线照相和一些辐照器中使用的组合源的体积较大外(还 有一些特殊的应用,如避雷针),大多数放射源的尺寸都很小。 通常用作辐照器的密封源含有60Co和137Cs、中子源含有241Am等。 密封源的应用行业和企业包括:核设施、辐照中心、科研院校、 医疗机构、地质和煤田勘探与开采、石油开采与炼油、公路与 桥梁建设、机械制造与安装、建材(尤其是水泥厂)、纺织、 卷烟、造船、电力、制药、育种、造纸、冶金、仪表和钟表制 造、电影制片、木材、塑料、面粉、饲料加工、电缆、荧光灯 生产等。
二、核能、核技术利用与环境保 护
甘肃省核与辐射安全局工作职能 负责辖区内各类伴有辐射的建设项目、设施的环境日 常监督与管理以及物件的申请登记与建档;负责对一 切伴有辐射的项目和活动导致的环境影响的日常监测; 负责辐射环境水平的常规监测和污染源的监督监测; 编制年度辐射环境质量报告书;负责辐射污染事故污 染状况监测,辐射环境事故应急响应中的应急监测, 参与事故的调查处理,及事故后的环境恢复监督监测, 参与解决因辐射污染引起的民事纠纷;负责城市放射 性废物库的管理和运行;负责核技术应用设施及辐射 项目退役和退役后的监督管理与监测;开展辐射项目 环境影响评价;开展辐射环境领域的科研及辐射环境 保护的宣传与教育工作等。
二、核能、核技术利用与环境保 护
核能与核技术利用的广泛应用,给人类带来巨大利益的同 时,也存在巨大的安全隐患和环境问题。1979年美国三哩 岛核电站泄露事故、1986年苏联切尔诺贝利核电爆炸事故、 2011年日本福岛核电泄露事故造成了人员伤亡和严重的环 境污染,核与辐射安全和环境保护问题引起全球的关注与 重视。
核聚变、核能的利用与环境保护PPT课件 鲁教版
主要原料是氘,氘在 地球上的储量非常丰 富.1 L海水中大约有 0.03 g氘,如果用来 进行热核反应放出的 能量约与燃烧300 L 汽油相当
速度比较容易进行人 工控制,现在的核电 目前,除氢弹以外, 站还都是用裂变反应 人们还不能控制它 释放核能
特别提醒:(1)重核裂变发生链式反应的条件是铀 块的体积须大于临界体积,轻核聚变发生的条件
解析:选 B. 聚变比裂变的平均结合能大,故 A 正 确.在目前的条件下,在重核的裂变过程中所产 生的放射性污染要比轻核聚变时要大得多,故 B 错.原子弹利用的核裂变燃料为 U,氢弹利用 的核聚变需原子弹引爆,故C、D正确.
课堂互动讲练
聚变的理解 以下说法正确的是( ) A.聚变是裂变的逆反应 B.如果裂变反应释放能量,则聚变反应必定吸收 能量 C.聚变须将反应物加热至数百万开尔文以上的高 温,显然要吸收能量 D.裂变与聚变均可释放巨大的能量
解析:选B.在一次聚变反应中释放的能量不一定 比裂变反应多,但平均每个核子释放的能量一定 大,故 A 错误, B 正确;由于聚变反应中释放出巨 大能量,则平均结合能一定增加,质量发生亏损, 故C、D错误.
二、重核裂变与轻核聚变的比较
反应方式 比较项目
重核裂变
轻核聚变
放能原理
放能多少 核废料处理 难度
思考感悟 为什么只有具备制造原子弹能力的国家才能制造 氢弹? 提示:氢弹是热核反应,需达到几百万℃以上高温 才能进行核反应,只有用原子弹爆炸的高温高压, 才可以使氢弹中的聚变材料达到热核反应的条件, 故只有具备制造原子弹能力的国家才能制造氢弹.
五、核能的优势与危害 1.核能作为一种新能源,有很多优势. 成本低. (1)核能发电比燃煤发电的__________ 小得多. (2)核电站对环境污染比燃煤发电厂__________ 2.核能的利用也存在一些危害. 高放射性 (1) 核燃料使用后,存留一定量的具有 _________ 的废料. (2)核武器威力巨大,摧毁生命,且使生态环境受 到严重破坏.
《核能》课件ppt
02
核能发电
核能发电原理
1
核能发电是将核反应堆中产生的热能转化为电 能的过程。
2
核反应堆利用铀、钚等放射性核燃料进行核裂 变反应,产生大量热能。
3
蒸汽发生器将热能传递给水,产生蒸汽,推动 汽轮机转动,从而带动发电机发电。
核能发电系统组成
核反应堆
是核能发电的核心装置,负责产生热能。
控制系统
负责控制核反应堆的稳定运行和调节发电 功率。
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蒸汽发生器
将核反应堆产生的热能传递给水,产生蒸 汽。
发电机
将汽轮机的机械能转化为电能。
汽轮机
利用蒸汽推动汽轮机转动,带动发电机发 电。
核能发电的优势与局限
• 优势 • 能源密集度高:核燃料能量密度高,相较于化石燃料更加高效。 • 温室气体排放少:相较于化石燃料发电,核能发电的温室气体排放量更少。 • 可大规模利用:核能发电可以建设大型核电站,满足大规模电力需求。 • 局限 • 建设和维护成本高:核电站建设和维护成本较高。 • 存在放射性污染风险:核燃料和放射性废料的处理和储存存在放射性污染风险。 • 核扩散风险:存在核材料被恶意利用的可能性,可能带来潜在的威胁。
术,可以将海水转化为淡水,解决全球范围内的水资源短缺问题。
核能对环境影响
温室气体排放
核能发电过程中不产生温室气体排放,因此对环境的影响较小。相比之下,化石 燃料燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体。
放射性废料处理
虽然核废料的处理和处置需要非常严格的安全措施和高度专业化的设备,但是放 射性废料对环境和人类健康的影响是长期的、潜在的。因此,需要采取有效的措 施来处理和处置放射性废料,确保其对环境和人类的影响最小化。
《核能》PPT教学课件
知识点2 核能的和平利用——核电站 难点
利用核能发电的电站叫核电站。利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。
1.核电站
核反应堆
可控制地进行核反应的装置,称为核反应堆。核反应堆是核电站的核心部分,它以轴为核燃料
核电站的原理
利用核反应堆提供的能量,使水变成蒸汽,再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电
典例2 2021年1月,使用中国自主研发核电技术的“华龙一号”核电机组正式投入运行。核反应堆内发生核反应后产生大量的热,使第一回路中的水成为高温高压水后进入蒸汽发生器,在其中将第二回路中的水加热成为高温高压水蒸气,驱动汽轮机运转,汽轮机带动发电机发电。下列说法不正确的是( )
第3章 能量的转化与守恒
第7节 核能
学习目标
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。
知识点1 核能
1.核能
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,称为核能
C
A.核反应堆是利用核裂变产生核能的B.蒸汽发生器内通过热传递改变水的内能C.汽轮机工作时将机械能转化为内能D.发电机的工作原理是电磁感应
[解析] 汽轮机是热机,使用时将内能转化为机械能,故C错误。
知识点3 放射性
1.放射性:早在100多年前,科学家贝克勒尔、居里夫人等发现铀、钍、镭等元素能够自发地放出穿透能力很强的射线。居里夫人把元素具有的这种辐射能力叫放射性。
核裂变
机械
角度2 能量转化过程 ★★
典例5 (2023·湖州模拟)目前,在我国能源结构中,核能在构建清洁低碳能源体系中起到关键作用,可以与风、光伏等清洁能源互为补充,协同发展。如图是核电站发电及利用工作流程图,关于流程中各装置的能量转化,正确的是( )
利用核能发电的电站叫核电站。利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。
1.核电站
核反应堆
可控制地进行核反应的装置,称为核反应堆。核反应堆是核电站的核心部分,它以轴为核燃料
核电站的原理
利用核反应堆提供的能量,使水变成蒸汽,再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电
典例2 2021年1月,使用中国自主研发核电技术的“华龙一号”核电机组正式投入运行。核反应堆内发生核反应后产生大量的热,使第一回路中的水成为高温高压水后进入蒸汽发生器,在其中将第二回路中的水加热成为高温高压水蒸气,驱动汽轮机运转,汽轮机带动发电机发电。下列说法不正确的是( )
第3章 能量的转化与守恒
第7节 核能
学习目标
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。
知识点1 核能
1.核能
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,称为核能
C
A.核反应堆是利用核裂变产生核能的B.蒸汽发生器内通过热传递改变水的内能C.汽轮机工作时将机械能转化为内能D.发电机的工作原理是电磁感应
[解析] 汽轮机是热机,使用时将内能转化为机械能,故C错误。
知识点3 放射性
1.放射性:早在100多年前,科学家贝克勒尔、居里夫人等发现铀、钍、镭等元素能够自发地放出穿透能力很强的射线。居里夫人把元素具有的这种辐射能力叫放射性。
核裂变
机械
角度2 能量转化过程 ★★
典例5 (2023·湖州模拟)目前,在我国能源结构中,核能在构建清洁低碳能源体系中起到关键作用,可以与风、光伏等清洁能源互为补充,协同发展。如图是核电站发电及利用工作流程图,关于流程中各装置的能量转化,正确的是( )
高中物理 课件 第4章 第3节+第4节 核能的利用与环境保护
[核心点击] 1.聚变发生的条件:要使轻核聚变,必须使轻核接近核力发生作用的距离 10-15 m,这要克服电荷间强大的斥力作用,要求使轻核具有足够大的动能,有一 种办法就是把它们加热到几百万开尔文的高温. 2.轻核聚变是放能反应:从比结合能的图线看,轻核聚变后比结合能增 加,因此聚变反应是一个放能反应.
知
识
点
一
学
第3节 核聚变
业 分
层
第4节 核能的利用与环境保护
测 评
知 识 点 二
学习目标
1.了解聚变反应的特点及其条件,并能 计算核聚变释放的能量.(重点) 2.了解可控热核反应及其研究和发展前 景.(难点) 3.了解核电站的构造和基本原理,了解 核武器的种类.(重点) 4.了解核能利用的优势、危害及其防护 措施.(重点)
核能的利用及环境保护
[先填空] 1.核电站:将 反应堆 释放的核能转化为电能的发电厂. 工作流程:将反应堆释放的核能转化为蒸汽的内能,再利用蒸汽驱动汽轮机 发电转化为电能. 燃料:反应堆以 29325U 为燃料. 2.核武器: 原子弹 和 氢弹 是众所周知的两种核武器.
3.核能的优势 (1)核能发电比燃煤发电的成本 低 . (2)核电站对环境污染比燃煤发电 小得多 . 4.核能利用存在的危害 (1)核废料的高 辐射性 . (2)放射性物质泄漏,产生 核污染 . (3)核武器威力巨大,不仅能摧毁生命,而且会使生态环境受到严重破坏.
[再判断] 1.太阳自身强大的引力把高温等离子体约束在一起,维持了其内部的热核反 应的进行.( √ ) 2.磁压缩装置中的环形线圈通电后可以产生磁场,将等离子体约束在环形真 空室内.( √ ) 3.目前,可控热核聚变已经被广泛应用于核电站发电.( × )
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一、核能与核技术利用现状
缺点 1.核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用 过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射线,故 必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。 2.核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电 厂排放更多废热到环境裏,故核能电厂的热污染较严重。 3.核能电厂投资成本太大,电力公司的财务风险较 高。 4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。 5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。 6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在 事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害。
一、核能与核技术利用现状
2、核能利用
发电是核能的主要利用方式,核能发电40年来发展很 快,至1995年底全世界已有30个国家431个机组在运 行,总净电功率达34255.4万千瓦,发电量占世界总发 电量的17%。核电容量超过700万千瓦的有11个国家。 1995年,法国的核电在总发电量中的比例为76%,乌 克兰为36.7%,韩国为36.2%,美国为22.5%。比例最 高的国家是立陶宛,达87.5%,全年核电产量为 118.24亿度,其中约20%售给了俄罗斯和白俄罗斯。 目前,全世界还有64个核电机组正在建设中,总净电 功率为5596.8万千瓦,平均单机容量高于现有水平。
一、核能与核技术利用现状
我国1995年共有9个核电机组运行,总净功率698.4万千瓦, 在世界上列第12位;其中3个机组在内地(另6个在台湾 岛)。秦山核电站一期的一个机组的电功率为30万千瓦, 大亚湾核电站为2套90万千瓦机组,均采用国际上技术最 为成熟的压水式反应堆。 秦山核电站由我国自行设计和制造,是我国建造核动力潜 艇后在核动力利用方面又一重大突破,其1995年的发电量 占浙江省的6%。现在这种型号的电站已出口巴基斯坦, 预计1999年建成发电。大亚湾核电站是引进法国技术与香 港合资建设的,我国人员参加了建设,参与了管理。该电 站1995年的发电量约占广东省的20%左右,其中70%售给 香港。这两个电站的建成发电,为我国核电事业的发展打 下了良好基础。
核能、核技术利用与环境保 护
主要内容
一、核能与核技术利用现状 二、核能、核技术利用与环境保护
一、核能与核技术利用现状
1、发展简史
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 居里夫人与居里先生发现新的放射性元素钋。 1902年 居里夫人经过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。 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。 1935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· 哈恩用中子轰击铀原子核, 发现了核裂变现象。 1942年12月2日 美国芝加哥大学成功启动了世界上 第一座核反应堆。
一、核能与核技术利用现状
2020年中国电 力总装机容量预计为9亿千瓦时,核电的比重将占 电力总容量的4%,即是中国核电在2020年时将为 3600-4000万千瓦。也就是说,到2020年中国将建成 40座相当于大亚湾那样的百万千瓦级的核电站。 从核电发展总趋势来看,中国核电发展的技术路线 和战略路线早已明确并正在执行,当前发展压水堆, 中期发展快中子堆,远期发展聚变堆。具体地说就 是,近期发展热中子反应堆核电站;为了充分利用 铀资源,采用铀钚循环的技术路线,中期发展快中 子增殖反应堆核电站;远期发展聚变堆核电站,从 而基本上“永远”解决能源需求的矛盾。
一、核能与核技术利用现状
优点 1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染 物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染。 2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 3.核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,暂时没 有其他的用途。 4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故 核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便, 一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料, 一航次的飞机就可以完成运送。 5.核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低, 核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电 成本较其他发电方法为稳定。
一、核能与核技术利用现状
中国核能发展的趋势 2008年1-11月,中国核力发电行业实现累计工业总产值228亿 元,比上年同期增长了5.13%;实现累计产品销售收入223亿元, 比上年同期增长了12.15%;实现累计利润总额105亿元,比上年 同期增长了78.86%。 中国正在加大能源结构调整力度。积极发展核电、风电、水电 等清洁优质能源已刻不容缓。中国能源结构仍以煤炭为主体, 清洁优质能源的比重偏低。 中国目前建成和在建的核电站总装机容量为870万千瓦,预计到 2010年中国核电装机容量约为2000万千瓦,2020年约为4000万 千瓦。到2050年,根据不同部门的估算,中国核电装机容量可 以分为高中低三种方案:高方案为3.6亿千瓦(约占中国电力总 装机容量的30%),中方案为2.4亿千瓦(约占中国电力总装机 容量的20%),低方案为1.2亿千瓦(约占中国电力总装机容量 的10%)。
一、核能与核技术利用现状
1945年8月6日和9日 美国将两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎。 1954年 苏联建成了世界上第一座核电站------奥布灵斯克核电站。 在1945年之前,人类在能源利用领域只涉及到物理变化和化学变化。二战时, 原子弹诞生了。人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美 国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开对核能应用前 景的研究。
一、核能与核技术利用现状
3、核辐射和放射性同位素利用
放射源,是特指除研究堆和动力堆核燃料循环范畴的材料以外, 永久密封在容器中或者有严密包层并呈固态的放射性物质。 各种放射性同位素以不同的半衰期 (每衰变一半所需的时间)自发地 衰变时,衰变能除了由α或β、或β+ 射线携带外,大部分情况下还能发 射γ或X射线。利用放射性同位素发 射各种射线这一特点,已经开发出 许多令人拍手称奇的用途,并且渗透 到工业、农业、医学、环境、科研等 各个领域。