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核能常識

1.核能的基本知識

世界上的壹切都是由原子構成的,而原子又是由原子核及其周圍的電子構成的。

輕核的聚變和重核的分裂都可以釋放能量,稱為核聚變能和核裂變能,簡稱核能。這裏所說的核能是指核裂變能。

前述核電站的燃料是鈾。鈾是壹種重金屬元素,天然鈾由三種同位素組成:鈾-235 0.71%,鈾-238 99.28%,鈾-234 0.0058%(鈾-235是自然界唯壹容易裂變的核素。)

當壹個中子轟擊鈾-235原子核時,原子核可以分裂成兩個較輕的原子核,同時產生兩個或三個中子和射線,並釋放能量。如果新產生的中子擊中另壹個鈾-235原子核,它可以引起新的裂變。

在連鎖反應中,能量會不斷釋放。鈾-235裂變釋放出多少能量?請記住壹個數字,即1公斤鈾-235釋放的能量相當於2700噸標準煤燃燒釋放的能量。

反應堆是核電站的關鍵設計,核裂變的鏈式反應就在其中。反應堆有很多種,其中壓水堆是核電站中應用最廣泛的壹種。

壓水堆裏首先要有核燃料。核燃料是將燒結好的小指大小的二氧化鈾芯塊裝入鋯合金管中,將300多根鋯合金管與芯塊組裝在壹起,形成壹個燃料組件。

大多數組件中都有壹束控制棒,控制鏈式反應的強度和反應的開始與結束。壓水堆以水為冷卻劑,流經主泵驅動的燃料組件,吸收核裂變產生的熱能後,流出反應堆,進入蒸汽發生器,在那裏將熱量傳遞給二次側的水,使它們變成蒸汽送去發電,同時主冷卻劑本身的溫度降低。

主泵將蒸汽發生器中的主冷卻劑送回反應堆進行加熱。冷卻劑的這種循環通道稱為主回路,主回路的高壓由調壓器維持和調節。

燃煤電站用煤和石油發電,水電站用水力發電,核電站是利用原子核所含的能量發電的新型電站。核電站大致可以分為兩部分:壹部分是利用核能產生蒸汽的核島,包括反應堆裝置和壹回路系統;另壹部分是使用蒸汽發電的常規島嶼,包括渦輪發電機系統。核電站使用的燃料是鈾。

鈾是壹種重金屬。由鈾制成的核燃料在壹種叫做“反應堆”的設備中裂變產生大量熱能,這是由水在高壓下進行的,在蒸汽發生器中產生蒸汽。蒸汽帶動燃氣輪機隨發電機轉動,不斷發電,通過電網向四面八方輸送。

這是最常見的壓水堆核電站的工作原理。在發達國家,核電已經發展了幾十年,已經成為壹種成熟的能源。

中國核工業已有40多年的歷史。它建立了從地質勘探、開采到部件加工和後處理的相當完整的核燃料循環體系。它建造了各種類型的核反應堆,具有多年的安全管理和運行經驗,擁有壹支專業齊全、技術過硬的隊伍。核電站的建設和運行是壹項復雜的技術。

中國已經能夠設計、建造和運營自己的核電站。秦山核電站是中國自己設計建造的。

日本核電站數量為55座,核電比例為30%。計劃到2030年將核電比重提高到41%。印度有20個。

俄羅斯有31個核電站,歐盟有16個國家,總共有158個核電站。法國59席,英國30余席,美國最多,達到104席。

就發電量比例而言,目前世界上有400多座核電站,其年發電量占世界總發電量的17%。其中法國核電裝機占78%,日本核電裝機占36%,美國核電裝機占20%,韓國核電裝機占42%,中國大陸僅占1.6%。中國已經超過美國成為世界上最大的碳排放國。

按原值計算,全球已建成1000座核電站,全球40%依賴核能。2500座核電站可以滿足目前的世界用電量。但在反核運動下,發電量只有16%。如果中國建設100多座核電站,可能會占到4%。如果中國有600多座核電站,就不會有能源問題。

漢森,前美國國家航空航天局科學家,作為合著者參與了壹項研究。該研究估計,從1971到2009年,核能的使用可能在全球範圍內避免了至少184萬人死於化石燃料燃燒的不利影響。

他們說,“沒有沒有缺點的能源系統。我們希望在制定能源系統政策時,能夠以事實為依據,不帶感情和偏見,因為這些都不適合21世紀的核能技術。”

核能的發展對醫療、環保、軍事、航空母艦、機器人動力、核動力衛星、太空核動力飛機、空間站供電都非常重要。隨著核電池在航天、航空、深海機器人等領域應用的成熟,核電池和太陽能電池將應用於汽車這壹主要能源。

光子傳輸技術,今天的強國,正在把這變成現實。人們幻想用激光在地球和月球之間建造壹座彩虹橋,開采月球的礦物和能源。國際能源署斷言,如果未來幾十年核電比重大幅下降,為實現將溫室氣體濃度控制在450ppm的目標,新興的低碳技術將需要戰略性部署,這些技術需要得到驗證。

目前,主要核電國家也意識到,如果沒有核電的參與,實現減排目標的難度很大,成本也很高。基於同樣的目標,我們近期的能源供應需要以現有的核能和能源穩定的地熱能為重點。

大約100年前,科學家發現壹些物質可以發出三種射線:α(阿爾法)射線、β(貝塔)射線和γ(伽馬)射線。後來的研究證明,α射線是α粒子(氦核)流,β射線是β粒子(電子流),γ射線是光子流。

這些射線的相同特征是:1,.

2.核電站的安全措施有哪些?

核燃料“燃燒”時,會產生大量放射性物質。

為了防止放射性物質逸出,建造核電站時通常設置四道屏障,包括燃料芯塊、密封燃料包殼、固體壓力容器、閉環系統和能承受內部壓力的安全殼。在核電站的控制上也有多重保護,比如出現可能危及設備和人身安全的情況時正常停堆;當反應堆不能正常停堆時,控制棒能自動落入反應堆內,實施自動緊急停堆;如果控制棒插入失敗,高濃度硼酸溶液將自動噴入反應堆,實現自動緊急停堆。

在核電廠的設計中,安全永遠是首要考慮的問題。設計師會考慮當地可能發生的自然災害,如地震、海嘯、熱帶風暴、洪水等。即使發生嚴重的自然災害,反應堆也要安全停堆,爆炸的可能性很低。所以壹般情況下,核電站的安全性是有保障的。

3.核電站常識

核電站是將核裂變釋放的核能轉化為電能的系統和設備。它通常被稱為核電站或原子能發電站。

核燃料裂變過程中釋放的能量,通過在反應堆中循環的冷卻劑,被攜帶出來,輸送到鍋爐中,產生蒸汽驅動渦輪機,帶動發電機發電。核電站是壹種高能耗、低物耗的電站。

以壹個發電量為654.38+0萬千瓦的電站為例。如果燒煤,每天大約要消耗7000 ~ 8000噸煤,壹年200多萬噸。如果換成核電站,每年只消耗1.5噸裂變鈾或鈈,壹次可以滿功率運行壹年。

它可以大大減少電站燃料的運輸和儲存問題。此外,核燃料在反應堆中燃燒的過程中,還可以產生新的核燃料。

核電站資金投入高,但燃料成本低,發電成本也低,還能減少汙染。截至1986年底,世界上已有28個國家和地區建成了397座核電站。

據國際原子能機構統計,預計到20世紀初,將有58個國家和地區建設核電站,電站總數將達到1,000座,裝機容量將達到8億千瓦,核電將占總發電量的35%。可見,在未來很長壹段時間內,核電將成為電力工業的主要能源。

核能(1)教學目的1。了解核能的常識和釋放核能的兩種方式——裂變和聚變。2.倡導物理研究方法教育。

3.介紹中國科學家的成就,進行愛國主義教育。(2)教具:鈾核裂變、鏈式反應、原子彈氫彈爆炸後產生的蘑菇雲掛圖、我國第壹顆原子彈氫彈試驗的視頻資料和播放設備。

(3)教學過程1。引入新課老師:在對天然放射性現象的研究中,科學家發現微小的原子核內部存在壹種結構,原子核也是可以改變的。為了研究原子核的內部結構,物理學家試圖用粒子轟擊原子核,首先是α粒子,然後是質子和中子。發現它們都可以引起核-核反應的變化,並且發現在某些核反應中可以釋放出大量的能量。

我們稱之為核能,是因為原子核變化釋放出的巨大能量。2.在黑板上寫新課: <第三節核能>(1)什麽是核能?黑板: <因原子核變化而釋放的巨大能量稱為核能,也叫原子能。

(2)釋放核能的兩種方式老師:經過科學家大量的實驗研究和理論分析,發現釋放核能有兩種方式:重核裂變和輕核聚變。①重核的裂變老師結合課本圖14-6或掛圖講解:科學家發現鈾核在中子轟擊下會分裂成大小相差不大的兩部分,這種現象稱為裂變。

裂變後,產物以極大的速度向反方向飛走,與周圍物體的分子發生碰撞,增加了分子的動能,將核能轉化為周圍物體的內能。實驗表明,裂變時釋放的核能是非常巨大的。如果1 kg鈾-235中的鈾核全部裂變,釋放的核能相當於2500噸標準煤完全燃燒時釋放的能量,是使用同等質量煤燃料時釋放能量的2.5*106倍。

從圖中可以看出,鈾-235只有在中子的轟擊下才能發生裂變,釋放出核能。那麽是否有必要從外部持續提供中子來維持鈾核的持續裂變呢?科學家從實驗中發現(指向鏈式反應的掛圖),鈾-235原子核被中子轟擊後,分裂成兩個大小相近的新粒子,同時釋放出2~3個新中子。這2~3個中子轟擊其他鈾-235原子核,導致2~3個新的鈾原子核裂變,每個釋放2~3個中子,這些中子轟擊更多的軸核進行裂變...這樣裂變就會自行繼續,這種現象叫做連鎖反應。

如果裂變的連鎖反應得不到控制,大量的鈾核會在極短的時間內裂變,在極短的時間內釋放出巨大的核能,導致劇烈的爆炸。原子彈就是根據這個原理制造的。

(指著原子彈爆炸後升起的蘑菇雲掛圖)這是原子彈爆炸時釋放的巨大核能產生的高溫高壓氣體向外擴散時升起的蘑菇狀煙雲。其上升高度可達幾百米,破壞力和殺傷力非常大。但如果我們能控制裂變反應的速度,緩慢而穩定地釋放核能,我們就能替代化石燃料用於和平用途。

能夠緩慢平穩地釋放裂變產生的核裂變的裝置稱為核反應堆。人們已經成功制造出各種核反應維度,是核潛艇、核破冰船、核電站等設施的核心部件。

(2)輕原子核的聚變老師結合課本圖14-9講解(老師可以邊講邊在黑板上畫這個圖):科學家還發現,當兩個輕原子核結合成壹個更重的原子核時,也能釋放出核能。這種現象被稱為融合。因為聚變必須在極高的溫度和壓力下進行,所以也叫熱核反應。

比如壹個氘(質量數為2的氫核)和壹個氚核(質量數為3的氫核)在高溫高壓下結合成壹個氦核,就會釋放出核能。氫彈就是利用這壹原理制造的。

氫彈的威力比原子彈大得多,(指著氫彈爆炸後升起的蘑菇雲掛圖)。這是氫彈爆炸後升起的蘑菇雲,威力比原子彈大幾十倍。我們最熟悉的是太陽內部的大規模核聚變反應,其釋放的巨大核能以電磁波的形式從太陽輻射出去。地球人自古以來每天都在享受這種聚變釋放的核能。

中國的物理學家在核物理研究方面也取得了很大的成就。早在20世紀40年代,物理學家錢三強和何與兩名法國研究生壹起,在法國學習和工作期間,首先發現了鈾核裂變的三分法和四分法。

解放後從1960,王幹。

4.關於核電站的知識(網上等。)可以交換。

答:核反應堆是原子核裂變發生時,在極短時間內釋放大量核能的裝置。

錯了。目前核反應堆的核反應是可控裂變反應,而可控核聚變還處於實驗階段。

b:核電站反應堆裏發生的是受控核聚變。錯了。

就是“可控核裂變”。c:核電站是壹種將核能轉化為內部能量,然後通過渦輪發電機轉化為電能的裝置。

沒錯。d:原子核發生變化時,會釋放出巨大的能量。核裂變和核聚變是獲取核能的兩種方式。

-基本錯誤。“當原子核發生變化——兩個輕核融合成壹個重核或者壹個重核裂變成兩個輕核,就會釋放出巨大的能量”。

但是,目前還沒有可控聚變反應堆。

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