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《核能的利用》课件


高中物理新人教版 选修1-2系列课件

第三章《核能》

第五节 《核能的利用》

教学目标 ? 获得核能的途径:裂变和聚变 ? 核能的和平利用-核电站 ? 核能与传统火电站的比较 ? 我国和世界结核电的利用

按现在的能源消耗,世界上的石油、天 然气和煤等生物化石能源将在几十年至 200年内逐渐耗尽。

从原子弹说起

发射区1.6公里内的所有生物全都荡然无存。离发射场800 米的一座32吨重的钢塔成了一堆扭曲的废物。发射场周围 800米的沙粒被融化成玻璃体,绿色透明似翡翠。

1945年8月6日和9日, 美国分别在日本广岛和 长崎两市投下原子弹, 使其遭到致命打击,8 月15日,日本无条件投 降。

(1)

(2)

我国第一颗原子弹爆炸时的情景

我国第一颗氢弹爆炸时的情景

1964年10月16日,我国爆炸了第一颗原子弹,成功地进行了第一 次核试验。原子弹爆炸的成功吸引了全世界的目光,一夜之间中 国跨进了核大国行列,全世界刮目相看。

核能的产生原理

核能的产生原理
质子 原子核 中子

原子
核外电子

氢原子核

锂原子核

核子间存在着强大的核力,所以原子核是一个坚固的集合体 ,要把原子核拆散成核子,需要巨大原能量。

链式反应图

轻核的聚变
氚 中子 14.1MeV



氦-4 3.5MeV

原子能的和平用途
医学 工业

农业

考古 研究

首先,从茶壶说起

不用茶壶来产生蒸汽

可以烧煤、天然气,或者油来 使得沸腾,变成蒸汽,推 动透 平的转动

在核电站里,你用不着烧任何东西。相反的,你劈开 铀原子--产生热量,使水变成蒸汽。而劈开铀原子的过 程就是核裂变! 如前述。

核电站原理图

核电站内部结构

核能电厂重要组件

燃料丸

燃料棒

燃料組件 压力槽

核能电厂与火力电厂的异同
水蒸汽出

蒸汽与发电机

核反应器 核反应器 锅炉

散热冷却
冷凝器

冷水进

核能发电与火力发电

屏蔽系统(安全壳)
调压槽

压水式核能电厂
水蒸汽出 冷水进 蒸汽 产生 器 汽机

发电机

冷凝器
压力槽 海水冷却

核电站与环境
——核电是清洁的能源

核电厂在环境上优于火电厂,不会放出二氧化碳、二氧化硫等, 不会造成温室 效应和酸雨,从而保护了环境。

法国1980年到1986年 间核电占总发电量的 比例由24%提高到 70 %,在此期间法国总 发电量增加40%,而 排放的硫氧化物 却减 少了9%,尘埃减少 了36%,大气质量有 明显改善。

秦山核电站

大亚湾核电站

布 比 利 斯 核 电 站

核电站与环境
——核电是安全的能源
核电站实施纵深防御、多重保护、多样性的设计原则,确保核 安全;核电站运行期间不受发电量、经济效益和其他因素的约 束。以秦山核电站为例,它有三道屏障,用于防止放射性物质 的外泻。第一道屏障是锆-4合金的燃料包壳,它把核燃料及其 裂变产物封闭起来。第二道屏障是壁后为175毫米钢板制成的反 应堆压力容器以及相应的管道设施,它把反应堆冷却剂包容在 里面,防止有放射性的反应堆冷却剂外泄。第三道屏障是反应 堆安全壳,它是高72.5米、外径38米、厚1米的钢筋混凝土制成 的圆柱形建筑,内衬6毫米的钢板。安全壳既能抵御外部破坏, 例如龙卷风、地震、喷气式飞机的撞击,还能抵御最严重事故 情况下内部的高温和高压,防止放射性物质的外泄。

核电站不会像原子弹那样发生爆炸
“啤酒烧不着”
核燃料中铀-235的含量约为3%,而核炸药中的铀-235含 量高达90%以上 压水型反应堆具有设计所赋予的内在安全的特性。更何况核 反应堆还有多重的安全保护系统,确保反应堆不会失控

核电是经济的能源

世界核电现状一览表(截止到1995年12月31日止) (部分国家)

也谈辐射
问:什么是辐射? 答:辐射是能量传递的一种方式,辐射依能量的强弱分为三种: 1. 电离辐射:能量最强,可破坏生物细胞分子,如α、β、γ射线。 2. 非电离辐射(有热效应):能量弱,不会破坏生物细胞分子,但会 产生温度,如微波、光。 3. 非电离辐射(无热效应):能量最弱,不破坏生物细胞分子,也不 会产生温度,如无线电波、电力电磁场。

电离辐射

α
非电离辐射

Β γ

放射性物质对人体伤害的规律是:距离射源越远,受照时间越短, 隔离的“屏障”越多,受到伤害越小。

核电站和日常生活辐照水平的对比
一次全身大剂量辐射照射对身体的影响

21世纪已经到来!
我们将如何面对到来的下一个10年? 膨胀的人口...发 展的经济...对计算机更多的依赖、各种电子技术...对 进口石油的更多依赖...天然气价格和长期供应的不确 定性...以及燃烧天然燃料对环境带来的一大堆问题。 所有这些问题归结到一点,那就是:我们需要更多的 电力资源--包括核能发电。 下一个30年,核能将是我们可以依赖的能源--能够可 靠地提供电力,保护环境,并促进经济。

核能相关网站 http://nuclearworld.top263.net/index.html http://nuclear.my.freedim.net/
http://www.china5e.com


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