最新人类生存发展与核科学第五章PPT课件
核能PPT课件(人教版)
辐射防护与核安全
1 9 8 6 年4 月2 6 日1 时2 3 分4 4 秒，乌克兰 切尔诺贝利核电站4 号机组核反应堆产生爆炸， 顿时引起一片火海。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，1 3 万居民被迫迁移他乡，3 0 0 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。
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
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实验研究，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。
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：
U 235
92
01n15461Ba
核能与人类的生存发展
核能与人类的生存发展核能作为一种高效、清洁的能源来源，对于人类的生存发展具有重要的意义。
本文将从环境保护、能源需求和科学技术进步等方面探讨核能对人类的生存发展的积极意义。
一、环境保护随着工业化和城市化的快速发展，传统能源的开采和利用给环境带来了严重的污染和破坏。
与传统能源相比，核能不产生气体排放和大量废弃物，因此可以有效减少对空气和水资源的污染。
核能的使用可以帮助减少温室气体排放，缓解全球气候变化的问题，保护生态环境，为未来的世代创造更好的生活条件。
二、能源需求随着人口的增长和社会经济的发展，对能源的需求量也在不断增加。
传统能源如煤炭、石油等资源逐渐减少，而核能可以提供源源不断的能源供应。
核能具有高能量密度和持久的燃料，一小块核燃料可以提供大量的能量，可以满足人类对于电力和热能的需求。
通过发展核能，可以稳定能源供应，确保经济的持续发展。
三、科学技术进步核能的开发利用需要涉及核物理、材料科学、工程技术等领域的研究和创新。
通过推动核能技术的研发，可以促进科学技术的进步和人才培养。
核能技术的应用不仅可以提高能源利用效率，还可以推动相关产业的发展，带动经济增长。
同时，核能技术的研究还会产生许多其他领域的科学突破和创新，推动整个社会的进步。
结论核能对人类的生存发展具有重要的意义。
通过利用核能，可以保护环境、满足能源需求，并促进科学技术的进步。
然而，核能的开发利用也面临一些挑战，如核安全和废弃物处理等问题。
因此，需要加强核能技术的研究和管理，确保其安全可持续发展。
我们相信，在科学技术的引领下，核能将为人类的生存发展带来更多的福祉。
人类生存发展与核科学
人类生存发展与核科学——无核世界2009年04月05日，美国总统奥巴马在捷克首都布拉格发表演讲时说，美国政府将致力于建立一个无核武器世界。
发表了酝酿已久的历史性倡议：走向无核武器世界，美国首先带头。
自奥巴马发表演说以来，“无核世界”成为了世界政治的热门话题。
事实上，关于缔造一个没有核武器世界的倡议，并不是一个崭新话题。
自核武器问世起，不少政治家就先后提出过要销毁核武器。
1945年11月15日，美国总统杜鲁门、英国首相艾德礼、加拿大总理麦肯齐就在一份联合声明中表示，应该完全消除原子能的破坏性使用。
同样2006年年底，四位美国前政坛巨擘也曾发起有关缔造一个无核世界的新一轮倡议。
不仅政治家们很早就预见了这个问题，科学家们也对核武器的发明表示后悔。
1945年8月6日，第一颗原子弹在日本广岛上空爆炸，顷刻间，一座美丽的城市变成了废墟。
这一天人类不仅第一次看到了原子弹的能量和威力，也第一次感受到了原子弹的恐怖和可怕———摧毁世界是那么的容易。
“ｏｊｗｅｈ！”（我很痛心！）这是爱因斯坦，这位有人称为“原子弹的祖父”的天才物理学家在得到这一消息时的唯一反应。
爱因斯坦当时的心情，恐怕谁都难以描述清楚。
不管怎样，历史永远把这一刻记录下来了。
据说，二战结束后，有人曾经问过爱因斯坦一个问题，人类如果爆发第三次世界大战，各国会使用什么样的武器？爱因斯坦回答：“第三次世界大战具体用什么武器我不知道，但是我知道第四次世界大战人类使用的肯定是石块和木棒——因为人类文明已经在第三次世界大战的核战争当中毁灭掉了。
”这件事的真实性虽有待考证，但开启“核时代”的科学家们为核武器而“忧心忡忡”确是实情。
但是，在军事家的眼里，核武器是一种非常具有威力的武器。
它能对其他无核国家造成威胁，并且保护自己国家不受拥有核武器的国家的侵袭。
核武器是提高一个国家军事实力的必要条件。
有了核武器，一个国家的国防力量就会得到很大的提升。
既然核武器有利有弊，那么“无核世界”能够实现吗？有很多人都非常乐观地认为：人类已经踏上了“无核世界”的圆梦之旅。
高中地理人教版必修二PPT课件-5.1人类面临的主要环境问题
3.探究生态问题的形成 阅读教材P98,图 5.4 过度垦荒引起的恶性循环,探究以下问题。 (1)图中扩大耕地的主要目的是什么? 提示:提高粮食总量。 (2)图中垦荒方式有哪些?分别对环境带来了哪些负面影响? 提示:围湖造田、开垦草场、毁林开荒 围湖造田导致湿地减少、水利破坏;开 垦草场导致草场破坏、风沙侵蚀;毁林开荒导致森林减少、水土流失等。
下列环境问题属于由环境污染演化而来的是
()
③人类向环境索取资源速度超过了资源本身及其替代全品再球生变速度暖
5浓度,保持相对稳定性,而并非下降。
③破坏生态环境和农林牧渔业
臭氧层破坏
海平面上升 南极臭氧空洞
下图为“人类社会与环境的相关模式图”。
排放的废弃物超过环境自身_____能力大气污染、水污染、土壤污染
3.下列环境问题属于由环境污染演化而来的是 ( ) A.大气污染 B.全球变暖 C.水土流失 D.矿产资源的减少 【解析】选B。环境问题的种类有很多,大气污染是环境污染问题,水土流失是 生态破坏问题,矿产资源的减少是资源的枯竭问题,全球气候变暖是由环境污染 演化而来。
4.下列环境问题中属于生态破坏问题的是
旅游城市,但去年旅游季节却出现了防晒霜价格暴涨,街上行人稀少的现象,工人
白天上班的时间也缩短了两个小时。据此回答(1)(2)题。
(1)该现象出现的原因是( )
A.全球气候变暖
B.臭氧层破坏
C.酸雨危害
D.突发性的严重污染事件
(2)该环境问题给人类生产和生活造成的影响是 ( ) ①全球海平面升高,山地永久积雪的下界上升 ②危害人体健康 ③破坏生态环境和农林牧渔业 ④腐蚀建筑物和文物古迹 A.①② B.③④ C.②③ D.①④
(3)图中耕地面积虽然扩大了,反而越垦越穷,这是为什么? 提示:耕地面积虽然扩大,但带来的环境问题日益突出,自然灾害频发,土地生产 力下降,粮食的产量很低,结果越垦越穷。
人类生存发展与核科学
2. 关于能源
• 地球上可利用的化石燃料（煤、石油、 天然气等）热值约100Q。 1Q=1.051021J（焦耳） 400亿吨优质煤的热值
• 裂变燃料（铀、钍）热值约200Q。 • 水中氘的聚变潜能约1.5 1015Q。 • 20世纪90年代初，全球每年消耗能量
0.25Q。
• 我国的能源结构（%）
改善，经济与人口、资源、环境协调发展将 取得更加丰硕的成果。
2002年是1992年里约地球高峰会议 的10周年，联合国决定在南非举行100多 位国家元首或政府首脑出席的纪念大会， 总结10年来世界各国在可持续发展理念 指导下所取得的成功经验，同时也为新 世纪全球走向更加理性的明天提出新的 战略设想。
1. 人类生存发展面临的危机
物资匮乏！ 能源短缺! 环境污染! 人口贫困! 疾病流行! 战争威胁! 天外横祸!
什么是人文部分扣除？
• 由于疾病和公共卫生条件所导致的支出 • 由于失业所导致的损失 • 由于犯罪所造成的损失 • 由于官吏腐败所造成的损失 • 由于教育水平低下和文盲状况导致的损失 • 由于人口数量失控所导致的损失 • 由于管理不善（及决策失误）所造成的损失
5. 中国在可持续发展的国家行动 中，进行了7个方面的能力建设：
3. 人类生存的可持续发展要求：
• 对自然和社会规律有更深刻的理解 • 寻求和开发更合理的资源利用 • 保持更美好的生活环境 • 推动经济和社会更健康的发展 • 创造更高品位的人类文化 • 国家之间和平共处 • 人和自然保持和谐
如何做到这些要求？
• 通过学习和研究，提倡科学思想，加深 对科学规律的认识；
• 资源节约化的经济体系 • 社会公平化的社会体系 • 支撑国家综合实力的经济体系 • 保持自然生产能力的生态体系 • 促进环境质量提高的环境体系 • 提高国民整体素质的人口体系 • 规范合理行为的政策法规体系
人类的生存与核能
第一章人类的生存与核能1.1人类生存与能源的关系本节要点：了解能源的结构和地球上可开发的能源储量。
认识核能是未来唯一的大规模可持续发展的能源。
我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个： 物质、能量和信息。
组成我们的世界是物质；人类生存活动决定于对信息的认知和反应；而维持生命，从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。
一切能量来自能源，人类离不开能源。
能源是人类生存、生活与发展的主要基础。
能源科学与技术，能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。
能源发展的里程碑可以这么说，每一次能源利用的里程碑式发展，都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。
几千年来，在人类的能源利用史上，大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段：原始社会火的使用，先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光；18世纪蒸汽机的发明与利用，大大提高了生产力，导致了欧洲的工业革命；19世纪电能的使用，极大地促进了社会经济的发展，改变了人类生活的面貌；20世纪以核能为代表的新能源的利用，使人类进入原子的微观世界，开始利用原子内部的能量。
未来对能源的需求未来的人类社会依然要依赖于能源，依赖于能源的可持续发展。
因此，我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量，发展必须开发的能源利用技术，才能使人类的生存得于永久维持。
而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗？回答是：不是，也是。
事实上，进入21世纪后，人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机，当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭，甚至不能维持几十年。
因此，必须寻找可持续的替代能源。
而近半世纪的核能和平利用，已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。
而且，未来如能实现核能的彻底利用，人类的能源将是无穷的。
除了物质、能量和信息三大因素外，人类对安全的要求也越来越重要了。
安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。
它们同能源的关系也是非常密切的。
陕西省安康市石泉县高中物理第5章核能与社会5.1核能来自何方课件沪科版选修3-5
质子发现:
卢瑟福α粒子轰 击氮原子核实验
F
布拉凯特 实验
9
14 7
N
24He198F
(复合核)
18 9
F
178
011H
14 7
N
24He187
O
11H
布拉凯特 实验 10
布拉凯特 实验
布拉凯特拍摄了两万多张云室照 片，终于从四十多万条粒子径迹的照 片中，发现有八条产生了分叉
11
中子发现:
钋铍
他们的关系是：E mc2
质能方程
核子在结合成原子 核时要放出能量，出现 质量亏损，大小为：
E mc2
爱因斯坦
物体质量，随着 能量的变化，会发 生变化。
6
例1、 中子和质子结合成氘核时，质量 减少了Δm＝0.0040×10-27kg，则过程中是 释放能量还是吸收能量，对应的核能多大？
解： （1）质量减少了，说明释放能量
E mc2
3、质能方程：
E mc2
14
光子?
从石蜡中打出质子,光子的能量应达到55Mev， α粒子轰击铍核只能产生能量为7Mev的光子
不可见粒子不可能是光子
12
钋铍
英国物理学家查德威ห้องสมุดไป่ตู้，经过测量
计算，确定不可见粒子是中子。
9 4
Be
24He162C
01n(中子)
13
课堂小结：
1、核力：组成原子核的核子之间 的相互作用力，叫核力。
2、结合能：核子结合成原子核时放出的能量或 原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的 结合能.
质子
核反应放出的能量 2.2MeV (结合能) 叫做核能
4
人类生存发展与核科学 (武汉大学公选课论文)
人类生存发展与核科学——中国发展核能的必要性摘要本文先从核能的清洁、经济和安全这三个角度阐明了核能作为21世纪主流能源的优势，用大量事实和数据证明了核能相比传统能源而独有的、无可替代的优势。
继而结合我国的具体情况，论证了中国在新世纪大力发展核能的必要性。
关键词核能核电能源核科学已经走过了百余年的辉煌历史，标志着人类对客观世界认识水平的一次飞跃，对自然科学起到了巨大的推动作用。
与此同时，核科学更是对人类的生存发展也产生了巨大影响。
核能已经成为人类所需能源的主要来源之一，核诊断和放射治疗已经和正在广泛地用于医学，核工业正在迅速发展并得到实际应用，核科学也正在用于新材料研发、地质和文物探测以及环境监测……这一切都在推动着人类历史的发展和生活的改善。
最近几十年来，核科技已实现了从理论到应用、从军用到民用的重大转折。
核科技和核工业力量的大小，目前仍是衡量一个国家实力强弱的重要标志之一。
随着能源需求的迅猛增长和不可再生资源的锐减，核能的和平利用越来越受到各国的重视。
我国作为全世界最大的发展中国家，能源问题已经迫在眉睫，如何合理、有效地发展核能已经成为中国21世纪发展战略的重要议题。
下面，本文将从核能的优势和我国的能源现状来论证中国发展核能的必要性。
一、核能的优势（一）清洁的核能现在全球面临的主要环境问题有：CO2大量排放引发的温室效应，SO2增加引起的酸雨，NO2增加破坏臭氧层等，而这些主要是由于大量燃烧化石燃料造成的。
因此，从人类的生存发展考虑，我们应当积极地改善能源结构，减少化石燃料的使用，开发不产生以上主要污染物的新能源。
核能来源于原子核的分裂或聚合，不像化石燃料产生与氧结合的污染物。
现在核能的应用主要是裂变形式的核能，它只产生极少量的辐射，在正常操作运转下，这些辐射对环境的影响很小。
国际辐射防护委员会(ICPR)1993年统计，人体所受的辐射76%来自宇宙射线，周围环境中的放射性物质辐射占20%，医疗辐射占4%，而核电辐射还不到1%。
《人类生存发展与核科学》课程创新教学的思考
核 科 学 作 为 一 门 学 科 ， 的发 生 与 发 展 只 它
容， 避免重复 ； 二是“ 拓展性 ”交叉 。 基于这
两点 ， 力求 达 到 教 学 内容 在 重 点 与 广 度 的 高 度
的内容 ， 好演示文档 。 下堂课上 ， 做 在 由学生上
有近 百年的 历史 。 个多 世纪以来 ， 一 它越 来越 多 的 进入 我 们 的 人类 生 活 。 人 类 生存 发 展 《
与 核 科 学 》 程 是 面 向 文 、 、 、 的 本 课 理 工 医
必要 的拓展 ， 不局 限于 本专业教 学 内容 ， 重 台做 一个５ ０ 注 ～ｌ 分钟 的简短的 报告 ， 达 自己 表 的观点 、 出论据 ， 给 并接受 台下学 生的提问 。 又
从 课程 内容 以及 以往 的 教学 经验 来 看 ，
道 ， 于这部 分 内容 ， 对 往往在 查 阅大量 文献和
掌握 ， 让学 生 的实践 目标更加 有针 对性 ， 二者
下， 可以带 领 同学们到 工厂现 场实地 参观 ， 以
资料 的基础上 ， 采取 更为丰富的教学方 式加 以 相 辅相成 。 对这个特 点 ， 条件允许 的前提 针 在
在课程 内容 上补 充最新科 技 前沿 发展 内 容…。 这些前 沿研究 可以是 选取全 世界的科 技
熟 悉生产 工艺及 工艺流 程进 一步提 高教学 质
量。 例如 ， 带领 同学们 到学校 里的辐 照中心实 地学 习 ， 过观测 工厂 的实际 工艺流 程 ， 通 从简
为提高学生对 本课程 理论 的兴趣 ， 发挥 学生 学 动态 ， 也可 以来 自于 教师 本身的科 研 工作 。 例 单现象 引出复杂问题从而揭示 核科学的原理 ， 习的主观能动性 ， 改善教学模式 也是提高教学 如增加 核聚变 的研 究热点 以及 国内外 的最新 从 工程对象 的要 求引出核科学 的研 究方向 ， 不 质量的必要步骤之一 。 学方式上注重理论教 实验结 果的介 绍 ， 教 从学生 的课堂 报告来 看 ， 这 断鼓励学 生善 于提 出问题 、 揭示 问题 ， 样不 这 学 与实践教 学的结 合 ， 教学 方式 多样化 。 考核
人类生存发展与核科学
世界各国核电比例
我国核电机组状况
运行核电机组
在建核电机组
福岛事故后
福岛事故后
湖北要建内陆核电站
1, 工业基础好 2, 核科技人才齐全 3, 地理地质条件优: 地壳稳定, 水源充足.
宜建沿江沿湖核电站 优选厂址: 咸宁大畈 候选厂址: 阳新富池 备选厂址: 江夏保福
4, 交通便利 5, 领导重视
煤
化 石 类
气
核能
非 化 石 类
天然能源
其他
不同能源发电量的比例（2002）
其它 天然气 核电
美 国
俄 国 加拿大 德 国 法 国 印 度 英 国
世界能源储藏量
天然气
煤炭
铀
能源世界的“巨人”——核能
（一）、核能概述 1、核能含义 核能，俗称原子能。它是指原子核里的核 子（中子或质子）重新分配和组合时释放 出来的能量。 2、核能的分类 核能可分为两类：核裂变能，核聚变能。
人類與能源的關係
• 早期人類藉由太 陽、火及人力來 完成許多工作， 隨之便使用獸力 來耕種、利用風 力、水力帶動風 車來灌溉農田。 進而以大自然的 資源，如煤、天 然氣、石油、核 能等來產生熱、 動力及電力。
能源与环境
能源的分类: • 1、按来源分可分为三类： • （1）太阳能（2）地球本身蕴藏的能源（3）地球和 月球、太阳等天体之间有规律的运动所形成的能。 • 2、按能否再生性可分为：可再生能源，不可再生能 源。 • 3、按应用范围，技术成熟程度及经济与否来分：常 规能源，新能源。 • 4、按利用能源的形态不同来分：一次能源，二次能 源。
6d → 2 4 He + 2 p + 2n + 43.15MeV
3 4
高中物理 第5章 核能与社会 章末总结课件 沪科版选修35
第十二页，共33页。
其电荷数为：7＋2＝8＋y，y＝1，即未知粒子(lìzǐ)是质子( H)1；
1
对B，未知粒子(lìzǐ)的质量数为：27＋4＝30＋x，x＝1，其电荷数为
中子的核反应为B、C、D.A、B为原子核的人工转变．
1
0
答案(dá àn) BCD AB
第十三页，共33页。
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二、核能(hénéng)的计算方法
1．根据质量亏损计算核能 (1)用ΔE＝Δm·c2计算核能 公式中的各物理量必须用国际单位制中的单位来表示，所以，当原 子核及核子的质量用“kg”作单位时，用该式计算核能较为方便． (2)用1 u的质量相当于931.5 MeV的能量来计算核能． 2．根据结合能计算核能 利用(lìyòng)结合能计算核能时要采用“先拆散，再结合”的方法．
0 u＋1.007 8 u－2×4.002 6 u＝0.018 6 u．由质能方程可得质量亏 损释放的能量：ΔE′＝Δmc2＝0.018 6×931.5 MeV≈17.3 MeV.而系 统增加的动能：ΔE＝E2－E1＝(18.1－0.6) MeV＝17.5 MeV.这些 能量正是来自(lái zì)核反应中的质量亏损，在误差允许范围内可 视为相等，所以ΔE＝Δmc2正确．
故新生(xīnshēng)的氚核具有的动能为
Ek2＝ 1 (ΔE＋Ek0)＝ 1 ×(4.005＋2) MeV＝1.5 MeV.
4
4
答案(dáàn) 1.5 MeV
第三十页，共33页。
1234
2018_2019版高中物理第5章核能与社会5.3聚变与受控热核反应5.4核能利用与社会发展课件沪科版选修3_5ppt版本
分别为2.014
1
u、3.016
1
u、4.002
6
u和1.008
7
u；1
u＝
931.5 MeV c2
，c是
真空中的光速.由上述反应方程和数据可知，粒子X是_10n_(_或__中__子__)，该反应
释放出的能量为_1_7_.6_ MeV(结果保留3位有效数字).
解析 根据质量数和电荷数守恒可得 X 是10n(中子). 核反应中的质量亏损为Δm＝2.014 1 u＋3.016 1 u－4.002 6 u－1.008 7 u＝0.018 9 u 所以该反应释放出的能量为ΔE＝Δm·c2≈17.6 MeV.
答案
2.(1)目前人们能实现的核聚变是什么？ 答案 目前人们能实现的热核反应是氢弹的爆炸，是由普通炸药引爆原 子弹，再由原子弹爆炸产生的高温高压引发热核反应，但这是不可控制的. (2)实现热核反应存在的困难是什么？ 答案 实现热核反应存在的困难是：地球上没有任何容器能够经受住热 核反应所需要的高温.
放能多少 聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量要大3～4倍
核废料 处理难度
聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多
核裂变燃料铀在地球上储 主要原料是氘，氘在地球上的储量非
原料的 量有限，尤其用于核裂变 常丰富.1 L水中大约有0.03 g氘，如果
蕴藏量 的铀235在铀矿石中只占 用来进行热核反应，放出的能量约与
D.23952U＋10n―→14504Xe＋9348Sr＋210n 是 α 衰变
12
解析 答案
2.(核聚变释放核能的计算)太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为 一个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个核反应释放出的大量能 量就是太阳的能源.(已知质子质量为mH＝1.007 3 u，氦核质量为mHe＝ 4.001 5 u，正电子质量为me＝0.000 55 u，结果保留两位小数，1 u相当于 931.5 MeV的能量) (1)写出这个核反应方程； 答案 411H→42He＋201e 解析 由题意可得核反应方程为 411H→42He＋201e.
第五章 生态系统类型及生态保护
（2）物种多样性
概念 生物类型及种类的多样性； 代表物种演化的进程，是进化机制的主要产物。 物种多样性 地球上的物种估计有500万种，也有估计为2500万 种或5000万种，已被描述的有170万种； 还有科学家指出：现存物种与已灭绝的物种之比达 1:10000。 中国的物种多样性居世界第八位，北半球第一； 世界上90%的食物来源于20个物种，75%的粮食来源 于7个物种。
高。
图 生物多样性的宏观格局 a.安第斯山脉鸟类种数随海拔高度的变化；
图 生物多样性的宏观格局 b.美国亚利桑那山植物种类随海拔高度的变化
（2）分布格局成因
成因：多样性分布格局形成的驱动力 主要成因： 地质历史 地质历史越古老，越具有生物的多样性 环境异质性和资源多样性 生境如含有多种不同的资源比，就有较多的物种 共存 岛屿生物地理学理论 岛的面积越大，且离大陆越近，生物多样性越高
三 自然保护区的建设和管理
（一）建设 我国自然保护区始建于1956年 截至2000年底，全国共建立各种类型自然保 护区1276处，总面积占全国国土面积的 12.44%
（二）自然保护区的管理
1 科学合理规划 核心区：绝对保护区，是保护区内没有或很少经人 为干扰过后自然生态系统本底区,以保护种原和自然 本底为目标，区内严禁干扰活动 缓冲区：指环绕核心区的周围地段，是试验性和生 产性的科研基地，也是对该保护区进行研究的重点 地区。 外围区：一个多用途地区，可开展一定范围的生产 活动，可有少量居民点和旅游设置。
（二）存在问题
1 对植物资源滥采和乱挖药材，使植物遭到严重破 坏，沙丘活化，珍贵药材急剧减少 2 过度猎捕和破坏本息地使动物濒危或来绝，如野 马，高鼻羚羊 3 不合理的农业开垦，对石油和大规模勘探和开采， 破坏了栖息地，给野生动植物造成威胁 4 水资源利用的不合理，使依赖河水补给的大面积 天然林和人工林衰退，甚至枯死
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7
核技术在环境保护领域的应用
• 烟道气体除硫净化： 电子束技术处理烟道脱硫脱氮 烟道废气主要成分：SO2和NOX ， 在高能电子束作用下，净化， 生成硫酸铵和硝酸铵（农业化肥） 100MW媒电厂，副产品化肥的产量： 2470kg/h
质量测量：测量物质的特征X射线，确定存在元素的成分及
含量，可用与分析合金、矿石、海2关0 检测、刑侦。
1） 火灾报警
放射性同位素烟雾报警器广 泛用于火灾早期报警，寒暑 昼夜每时每刻都在监视着周 围的烟火动静。避免火灾 救 人性命。
21
火灾报警器基本构造 241Am 放射源 + 电离室 + 电流灵敏电子仪器
14
核分析与核检测技术
• 核分析技术的优点和特点： 灵敏度高 准确度好，误差小，不破坏样品的宏观结构 可多元素同时分析 易于自动化和原距离控制
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1 核分析特点
• 在近代科学的发展中，人们十分重视材料的研究和发展。 许多材料的重要的物理性能和化学性能与材料中的痕量杂 质元素、晶体的缺陷和微观结构有关。人们发展了许多物 理的和化学的分析方法，对元素成分、物质结构以及杂质 浓度体分布和表面层的形貌特征等进行测量和表征。这些 分析方法同样也适用其它领域。
的了解和控制。 2 核检测特点
高度准确可靠 能在恶劣环境工作 不可替代 3 应用
工业生产自动化：监测炼钢质量 橡胶 铝箔 纸张厚度 工业及国防无损探伤：检查喷气发动机 炼钢炉 检查道路表面和里面的密度 管道焊接的强度 烟雾报警器 等
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料位测量：利用射线辐射强度的变化，可测量密封式的罐装
生 产过程的料位指示，如油罐、化学溶剂、制酪、酿酒、罐 头、食糖以及矿石、水泥、石灰、煤炭的装载和运输
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放射性示踪剂的特性
• 化学性质完全相同 同位素化学性质相同，可正确反映研究对象在 物理、化学和生物过程中的性质和行为
• 核素的放射特性不改变物质的物理和化学性 质
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放射性示踪法在生物化学研究的应用
举例：研究植物对磷肥的吸收过程 31P （稳定）
3P 2 3S 2e
T1/2=14.3天 电子能量1.7 MeV
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放射性核素的示踪
• 示踪剂(TRACER): 一种带有特殊标记的物质，当
它加入到被研究对象中后，人们可根 据其运动和变化来洞悉原来不易或不 能辨认的被研究对象的运动和变化规 律。
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放射性示踪
• 定义： 将可探测的放射性核素添入化学、
生物或物理系统中，标记研究材料， 以便追踪发生的过程、运行状况或研 究物质结构等的科学手段。
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核技术在食品卫生领域的应用
• 食品的消毒保鲜技术 原理：直接作用或间接作用消灭食物中的微生物 或病菌，控制代谢，减少腐败。
特点：
✓ 杀菌种类广泛：以食物为载体的病菌： 沙氏门菌，大肠杆菌，链球菌
✓ 易于规模化生产 ✓ 不改变外观和口感，不含添加剂
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核技术在农业领域的应用
• 辐射育种： 利用电离辐射处理作物种子，花粉或植株等材料，诱使遗传 物质发生改变，导致有关形状的变异，然后通过选择和培育 使有益的变异遗传下去，达到改良和创新品种的目的。
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核分析与核检测技术
• 定义： 核分析方法是利用中子，光子和带电粒子与物质
的原子或原子核相互作用，采用核物理实验技术，探测 和研究物质的成分和结构的方法。
• 分类： 活化分析(Activation Analysis) 离子束分析(Ion Beam Analysis) 核效应分析(Nuclear Effect Analysis)
• 核粒子： 中子、 射线、 粒子、粒子、正电子、质子、 以及加速器出射的其它粒子。
• 相互作用：主要是电磁作用 ，以及核力作用。 • 核分析方法大量出现、发展和广泛应用起始于上世纪60年
代。加速器和反应堆等大型仪器设备从核物理实验专用设 备“解放”出来，有条件用于应用方面的研究。
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3 核分析分类
人类生存发展与核科学第五 章
核技术在工业领域的应用
• 辐射加工： 利用电离辐射与物质的相互作用，使物质的品质或性 能得以改善或合成新产品的技术。
• 辐射作用： 物理效应 化学效应 生物效应 • 广泛应用： ✓ 辐射改性：聚烯烃材料的辐射交联与降解（分子结构
改变） 电线电缆，热收缩材料，泡沫塑料 ✓ 表面涂层固化：液体涂料迅速固化成膜技术
厚度测量：利用射线的吸收法及反射法测、造纸等生产过程的厚度和 均匀度测量
密度测量：用于工业、造船、飞机等大部件探伤，化学塑料、
盐开采、污水等半液态生产过程监测
水分湿度测量：从中子散射法或慢化法探测H可知水含量，
用于铸造、玻璃、陶瓷、混凝土等化学工业生产及粮食储藏的 水分探测
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放射性示踪法的特点
• 灵敏度高 可探测<1 nCi, 10-1410-13 g 化学分析只能达到10-9 g
• 测量简便、易分辨 不受非放杂质干扰，活体研究，体外测量
• 提供原子、分子水平的研究手段 微观作用机理、动态变化过程
• 合乎生理条件 不扰乱体内生理过程的平衡状态
• 能定量定位：组织器官、细胞、亚细胞水平
+V
火灾报警器
电
流
表
放射源
241Am
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2） 海关缉私检查 X射线集装箱检查系统
• 核分析方法是其中的一种，它的出现和广泛的应用对传统 的化学的、物理的方法是一个挑战，具有高灵敏、快速和 不破坏样品等特点，有时，“非核莫属”，是一种不可替 代的特殊的分析技术。这是和平利用核科学和核技术的重 要方面。
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2 什麽是核分析
• 核分析：利用核辐射粒子与物质的原子或原子核相互作用， 采用核物理实验技术获得可观测信息，分析研究物质材料 成分和结构的方法。
1） 离子束分析 卢瑟福背散射分析 沟道技术分析 核反应分析 质子x荧光分析
2） 活化分析 中子活化分析 带电粒子活化分析
3） 核效应分析 穆斯堡尔效应分析 正电子湮没技术 扰动角关联 核磁共振
4） 超灵敏质谱分析
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现代化工业生产的尖兵 ——核分析与核检测
1 何谓核检测？ 利用放射性与核测量仪器，传感过程参量信息，达到对过程