核能发展史讲义
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
-12-
在一定的条件下，新产生的中子会继续引起更多的铀原子核裂变 ，这样一代代传下去，像 链条一样环环相扣，所以科学家将其命名为 链式裂变反应。1946年，在法国居里实验室工作的 我国科学家钱三强 、何泽慧夫妇发现了铀原子核的“三裂变”、“四裂变”现象。链式 裂变反应释放出巨大的核能，1千克铀235裂变释放出的能量，相当于 2500吨标准煤燃 烧产生的能量。只有铀233、铀235和钚239这3种核素 可以由能量为0.025电子伏的热中子引起 核裂变。它们都是核燃料，其 中只有铀235是天然存在的，而铀233、钚239是在反应堆中人工 生产出 来的。铀235在天然铀中的含量仅为0.7%。反应堆是通过受控的链式裂 变反应将核能缓慢地释放出来的装臵，是和平利用核能的最主 要的设 施。
核能发展历史
-1-
核能基本知识 什么是核能
-2-
-3-
-4-
-5-
原子弹和氢弹是怎么回事
-6-
起爆瞬间 E=mc**2
-7-
世界核能的发展历史
源自文库
-8-
核能是20世纪人类的一项伟大发现，并已取得了十分重要的 成果。1942年12月2日，著名科学家费米领导几十位科学家，在美 国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆，标志着人类从 此进入了核能时代。在这以前人类利用的能源，只涉及到物理变 化和化学变化，当核能进入人们的生产和生活后，一种通过原子 核变化而产生的新能源从此诞生。 第一座反应堆首次启动时，功率仅为0.5瓦。60年后，核能已 占全世界总能耗的6％。国际原子能机构公布，截至2002年底，全 世界共有441台核电机组在运行，2002年共生产电力2.574万亿千瓦 小时，约占当年世界总发电量的17%。其中，核发电量占本国总 发电量比例最高的国家是立陶宛，达到80%，其次是法国，达到 79%。
-14-
中国核能发展的历史
-15-
内战时期
1945年美国在日本显示其原子弹的威力 ，当时中国政府的兵工署长便在中美联合参谋本部看到美国关 发展过程的机密文件。美方的参谋长问他“你们要不要派人到 制造原子弹？”中国政府立即作出了响应，秘密筹划。为了规 中国的原子计划，他们找到了西南联大教授华罗庚和吴大猷。 他们筹建科研机构，遴选人才，其中有李政道、朱光亚和唐 但这批科学家到了美国之后，并未能进入有关原子弹的研究机 分别到合适的大学里去进修。 为了到美国洽购科研设备，当时的中国政府曾批文意图拨款 蒋介石发动内战，这笔款成了泡影。 只有中国著名的原子物理学家、中央大学（即今东南大学） -16任赵忠尧于1946年6月赴美期间，接到当时中国驻美使馆的通知
-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。
-10-
核能分为核裂变能和核聚变能两种。核裂变能是通过一些重原子 核发生“链式裂变反应” 释放出的能量，核聚变能是由两个轻原子核 结合在一起释放出的能量。迄今达到工业应用规模 的核能只有核裂变 能。核聚变又叫“热核反应”。氢的同位素氘（重氢，质量数为2）是 主要 的核聚变材料。氘以重水的形式存在于海水中。氘的量占氢的 0.015%。1升海水中的氘通过核 聚变释放出的能量相当于 300升汽油燃 烧释放出的能量。全世界海水中所含的氘通过核聚变释 放的聚变能， 可供人类在很高的消费水平下使用50亿年。2002年12月2日，我国一代 受控核聚 变研究装臵———核工业西南物理研究院的中国环流器二号 A装臵建成并举行开机仪式，为我 国进一步参与核聚变研究的国际合 作创造了条件。
-9-
当前，世界上的主要能源是煤、石油、天然气这些化石燃料，化 石燃料不是可再生能源， 用掉一点儿就少一点儿。燃烧化石燃料向大 气排放大量的“温室气体” 二氧化碳、形成酸雨 的二氧化硫和氮氧化 物，并排放大量的烟尘，这些有害的物质对环境造成了严重的破坏。 核能 不产生这些有害物质。1987年，世界卫生组织总干事布伦特兰领 导的世界环境和发展委员会提 出了“可持续发展”的概念，就是“既 满足当代人的需求，又不危及后代人满足其需求的发展 。”为了实现 可持续发展， 人类迫切地需要新的替代能源。目前，惟一达到工业应 用、可以 大规模替代化石燃料的能源，就是核能。
-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。
在一定的条件下，新产生的中子会继续引起更多的铀原子核裂变 ，这样一代代传下去，像 链条一样环环相扣，所以科学家将其命名为 链式裂变反应。1946年，在法国居里实验室工作的 我国科学家钱三强 、何泽慧夫妇发现了铀原子核的“三裂变”、“四裂变”现象。链式 裂变反应释放出巨大的核能，1千克铀235裂变释放出的能量，相当于 2500吨标准煤燃 烧产生的能量。只有铀233、铀235和钚239这3种核素 可以由能量为0.025电子伏的热中子引起 核裂变。它们都是核燃料，其 中只有铀235是天然存在的，而铀233、钚239是在反应堆中人工 生产出 来的。铀235在天然铀中的含量仅为0.7%。反应堆是通过受控的链式裂 变反应将核能缓慢地释放出来的装臵，是和平利用核能的最主 要的设 施。
核能发展历史
-1-
核能基本知识 什么是核能
-2-
-3-
-4-
-5-
原子弹和氢弹是怎么回事
-6-
起爆瞬间 E=mc**2
-7-
世界核能的发展历史
源自文库
-8-
核能是20世纪人类的一项伟大发现，并已取得了十分重要的 成果。1942年12月2日，著名科学家费米领导几十位科学家，在美 国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆，标志着人类从 此进入了核能时代。在这以前人类利用的能源，只涉及到物理变 化和化学变化，当核能进入人们的生产和生活后，一种通过原子 核变化而产生的新能源从此诞生。 第一座反应堆首次启动时，功率仅为0.5瓦。60年后，核能已 占全世界总能耗的6％。国际原子能机构公布，截至2002年底，全 世界共有441台核电机组在运行，2002年共生产电力2.574万亿千瓦 小时，约占当年世界总发电量的17%。其中，核发电量占本国总 发电量比例最高的国家是立陶宛，达到80%，其次是法国，达到 79%。
-14-
中国核能发展的历史
-15-
内战时期
1945年美国在日本显示其原子弹的威力 ，当时中国政府的兵工署长便在中美联合参谋本部看到美国关 发展过程的机密文件。美方的参谋长问他“你们要不要派人到 制造原子弹？”中国政府立即作出了响应，秘密筹划。为了规 中国的原子计划，他们找到了西南联大教授华罗庚和吴大猷。 他们筹建科研机构，遴选人才，其中有李政道、朱光亚和唐 但这批科学家到了美国之后，并未能进入有关原子弹的研究机 分别到合适的大学里去进修。 为了到美国洽购科研设备，当时的中国政府曾批文意图拨款 蒋介石发动内战，这笔款成了泡影。 只有中国著名的原子物理学家、中央大学（即今东南大学） -16任赵忠尧于1946年6月赴美期间，接到当时中国驻美使馆的通知
-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。
-10-
核能分为核裂变能和核聚变能两种。核裂变能是通过一些重原子 核发生“链式裂变反应” 释放出的能量，核聚变能是由两个轻原子核 结合在一起释放出的能量。迄今达到工业应用规模 的核能只有核裂变 能。核聚变又叫“热核反应”。氢的同位素氘（重氢，质量数为2）是 主要 的核聚变材料。氘以重水的形式存在于海水中。氘的量占氢的 0.015%。1升海水中的氘通过核 聚变释放出的能量相当于 300升汽油燃 烧释放出的能量。全世界海水中所含的氘通过核聚变释 放的聚变能， 可供人类在很高的消费水平下使用50亿年。2002年12月2日，我国一代 受控核聚 变研究装臵———核工业西南物理研究院的中国环流器二号 A装臵建成并举行开机仪式，为我 国进一步参与核聚变研究的国际合 作创造了条件。
-9-
当前，世界上的主要能源是煤、石油、天然气这些化石燃料，化 石燃料不是可再生能源， 用掉一点儿就少一点儿。燃烧化石燃料向大 气排放大量的“温室气体” 二氧化碳、形成酸雨 的二氧化硫和氮氧化 物，并排放大量的烟尘，这些有害的物质对环境造成了严重的破坏。 核能 不产生这些有害物质。1987年，世界卫生组织总干事布伦特兰领 导的世界环境和发展委员会提 出了“可持续发展”的概念，就是“既 满足当代人的需求，又不危及后代人满足其需求的发展 。”为了实现 可持续发展， 人类迫切地需要新的替代能源。目前，惟一达到工业应 用、可以 大规模替代化石燃料的能源，就是核能。
-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。