69重核裂变和链式反应PPT课件
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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 4
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. 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
3
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
悼邓稼先词
（张爱萍）
踏遍戈壁共草原， 二十五年前， 连克千重关， 群力奋战自当先， 捷音频年传。 蔑视核讹诈， 华夏创新篇， 君视名利如粪土， 许身国威壮河山， 功勋泽人间。 20
21
第五节 反应堆 核电站
22
一、反应堆
用人工的方法控制核裂变链式反应速 度获得核能的装置，叫做反应堆。
反应堆主要由核燃料棒、减速剂、控制 棒、冷却系统和防护层等构成。
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 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
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。
15
• 3、原子弹 p.45
16
杨振宁
17
1964 年 10 月 16 日 中 国爆炸了 第一颗原 子弹。
18
1967 年 6 月 17 日 中 国爆炸了 第一颗氢 弹。
19
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
5
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
23
核反应堆
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 链反应(self-sustaining chain reaction)。
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
6
核能开发的历史进程
1. 核军备竞赛：盟国之争 2. 1945年8月，斯大林下令抓紧研制原子弹 3. 1949年8月，苏联成功地进行了核实验 4. 1952年11月1日，美国试爆第一颗氢弹 5. 1953年8月，苏联研制氢弹成功 6. 1952年10月3日，英国研制成功原子弹 7. 1960年2月13日，法国研制成功钚弹 8. 1964年10月16日，中国试爆成功原子弹
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。 4. 卢瑟福（1933）和爱因斯坦（1935）均 没有意识到原子能的实际利用近在眼前。
府抢在德国之前抓紧研制原子弹。
2
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。
轴核发生裂变，在反应中还放出2个中 子，中子对未反应的轴核再进行轰击， 从而使核反应出现连锁反应，使在短 时间内出现积累效应。
12
核裂变
核裂变(nuclear fission)是大核分裂为小核的过程. 普 通的核武器和核电站都依赖于裂变过程产生的能量。
铀-235的裂变与核武器
素的 元 种 35
200 多种同 位素
爆 发生链反应 炸
235 92
U
＋
1 0
n
13572Te
＋
97 40
Zr
＋
2
1 0
n
235 92
U
＋
1 0
n
＋ 142 56
Ba
91 36
Kr
＋
3
1 0
n
13
• 2、临界体积 能够发生链式反应的铀块
的最小体积叫做它的临界体积。
14
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。
由于多重安全系统发挥作用，后果不严重 6. 核聚变
8
一、核能
原子核的结构发生变化时放出的能量， 叫做核能。
9
二、裂变(p.43)
重核受到其他粒子（如中子）轰击时分 裂成两块或两块以上中等质量的核的过程称 为裂变。裂变过程中放出中子并释放大量能 量。
• 什么叫重核裂变？重核在什么情况下才能 发生裂变呢？
7
核能开发的历史进程
1. 1公斤核燃料相当于2500吨煤 2. 1954年，苏联建成第一座小型原子能电站；
1956（英国），1957（美国） 3. 核电站：成本低、污染小、效率高，但事故
太可怕 4. 1986年4月26日切尔诺贝利核电站第4号机
组发生爆炸。人为造成三道安全措施无效 5. 1979年3月28日三里岛核电站二号堆事故，
• 1938年12月德国科学家用中子轰击重核铀 时，发现铀核的裂变现象。之后，核能利 用问题才逐渐被了解清楚，从而使控制和 利用原子能成为可能。
10
• 三、链式反应 • 1、链式反应
• (见基础教材p.44) 重核裂变时放出的中子引起其他重
核的裂变，可以使裂变不断进行下去， 这就是链式反应。
11
• 反应的特点： • 利用一个中子轰击一个轴核，使
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 4
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. 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
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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
悼邓稼先词
（张爱萍）
踏遍戈壁共草原， 二十五年前， 连克千重关， 群力奋战自当先， 捷音频年传。 蔑视核讹诈， 华夏创新篇， 君视名利如粪土， 许身国威壮河山， 功勋泽人间。 20
21
第五节 反应堆 核电站
22
一、反应堆
用人工的方法控制核裂变链式反应速 度获得核能的装置，叫做反应堆。
反应堆主要由核燃料棒、减速剂、控制 棒、冷却系统和防护层等构成。
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 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
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。
15
• 3、原子弹 p.45
16
杨振宁
17
1964 年 10 月 16 日 中 国爆炸了 第一颗原 子弹。
18
1967 年 6 月 17 日 中 国爆炸了 第一颗氢 弹。
19
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
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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
23
核反应堆
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 链反应(self-sustaining chain reaction)。
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
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核能开发的历史进程
1. 核军备竞赛：盟国之争 2. 1945年8月，斯大林下令抓紧研制原子弹 3. 1949年8月，苏联成功地进行了核实验 4. 1952年11月1日，美国试爆第一颗氢弹 5. 1953年8月，苏联研制氢弹成功 6. 1952年10月3日，英国研制成功原子弹 7. 1960年2月13日，法国研制成功钚弹 8. 1964年10月16日，中国试爆成功原子弹
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。 4. 卢瑟福（1933）和爱因斯坦（1935）均 没有意识到原子能的实际利用近在眼前。
府抢在德国之前抓紧研制原子弹。
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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。
轴核发生裂变，在反应中还放出2个中 子，中子对未反应的轴核再进行轰击， 从而使核反应出现连锁反应，使在短 时间内出现积累效应。
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核裂变
核裂变(nuclear fission)是大核分裂为小核的过程. 普 通的核武器和核电站都依赖于裂变过程产生的能量。
铀-235的裂变与核武器
素的 元 种 35
200 多种同 位素
爆 发生链反应 炸
235 92
U
＋
1 0
n
13572Te
＋
97 40
Zr
＋
2
1 0
n
235 92
U
＋
1 0
n
＋ 142 56
Ba
91 36
Kr
＋
3
1 0
n
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• 2、临界体积 能够发生链式反应的铀块
的最小体积叫做它的临界体积。
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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。
由于多重安全系统发挥作用，后果不严重 6. 核聚变
8
一、核能
原子核的结构发生变化时放出的能量， 叫做核能。
9
二、裂变(p.43)
重核受到其他粒子（如中子）轰击时分 裂成两块或两块以上中等质量的核的过程称 为裂变。裂变过程中放出中子并释放大量能 量。
• 什么叫重核裂变？重核在什么情况下才能 发生裂变呢？
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核能开发的历史进程
1. 1公斤核燃料相当于2500吨煤 2. 1954年，苏联建成第一座小型原子能电站；
1956（英国），1957（美国） 3. 核电站：成本低、污染小、效率高，但事故
太可怕 4. 1986年4月26日切尔诺贝利核电站第4号机
组发生爆炸。人为造成三道安全措施无效 5. 1979年3月28日三里岛核电站二号堆事故，
• 1938年12月德国科学家用中子轰击重核铀 时，发现铀核的裂变现象。之后，核能利 用问题才逐渐被了解清楚，从而使控制和 利用原子能成为可能。
10
• 三、链式反应 • 1、链式反应
• (见基础教材p.44) 重核裂变时放出的中子引起其他重
核的裂变，可以使裂变不断进行下去， 这就是链式反应。
11
• 反应的特点： • 利用一个中子轰击一个轴核，使