《核能》能源與可持續(xù)發(fā)展PPT課件3
一、核能
1．原子結(jié)構(gòu)
以水分子為例：它由一個氧原子和兩個氫原子組成。
原子由原子核和核外電子組成。
（1）氫原子由原子核和一個核外電子組成。
原子核有一個質(zhì)子，質(zhì)子帶正電荷，核外電子帶負電荷。二者電荷量相同。
（2） 氧原子由原子核和八個核外電子組成。
原子核有八個質(zhì)子和八個中子，由于中子不帶電，所以正負電荷量仍然相同。
2．核能
質(zhì)子和中子依靠強大的核力緊密地結(jié)合在一起。要使它們分裂或結(jié)合都是極其困難的。
質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合時，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能。
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二、裂變
1938年，科學(xué)家用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核，使其發(fā)生了裂變。
1 kg鈾全部裂變，釋放的能量超過2 000 t煤完全燃燒時釋放的能量。
1．發(fā)生裂變的條件
用中子轟擊鈾核，鈾核才能發(fā)生裂變，放出能量。
外界中子停止轟擊，裂變也就停止了。怎樣才能讓裂變繼續(xù)下去呢？
2．鏈式反應(yīng)
想想議議
將火柴搭成左下圖所示結(jié)構(gòu)，點燃第一根火柴后，會發(fā)生什么？
用中子轟擊鈾235原子核，鈾核在分裂時，會釋放出核能，同時還會產(chǎn)生幾個新的中子，這些中子會繼續(xù)轟擊其他鈾核。于是就導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量核能，這就是裂變中的鏈式反應(yīng)。
3．核電站利用核能發(fā)電
核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是原子核發(fā)生鏈式反應(yīng)的場所。
1942年，人類利用核反應(yīng)堆第一次實現(xiàn)了可控制的鈾核裂變。
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三、聚變
將質(zhì)量較小的原子核結(jié)合起來，也會釋放出巨大的核能。
氘核與氚核在超高溫下結(jié)合形成氦核和一個中子，能釋放大量核能。這一過程就是聚變。
氘核和氚核都屬于氫核的一種。大量氫核的聚變，可以在瞬間釋放驚人的能量。氫彈利用的就是聚變瞬間釋放的能量。
可控聚變尚未實現(xiàn)，海水中蘊藏著豐富的氘核，科學(xué)家預(yù)言，通過可控聚變來利用核能，將有望徹底解決人類能源問題。
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