第六节重核的裂变1.ppt

核电站工作流程 3、核电站的优点： ①消耗的“燃料”很少 ②作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量大 ③对环境污染比火电站要小（相对而言） * * 第六节、重核的裂变 核反应 电子 原子核 在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应． 研究表明：原子核的质量虽然随着原子序数的增大而增大，但是二者之间并不成正比关系，其核子的平均质量与原子序数有如图的关系： 核子的平均质量是： 原子核的质量 核子数 核子平均质量 核子的平均质量与原子序数之间的关系 物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变．把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反映叫做聚变． 一、裂变 〓 聚变 〓 裂变 n 1 0 → + + + U 235 92 Ba 144 56 Kr 89 36 n 1 0 3 1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子，其核反应方程是： 铀核的裂变 裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损： 释放出的能量为 1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t优质煤完全燃烧时释放的能量． 用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中子又引起了其他铀核的裂变，也就是链式反应． 链式反应 使裂变物资能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。 链式反应的条件： ①有足够浓度的铀235 ②有足够的慢中子 ③铀块的体积要大于临界体积 原子弹 “小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑． 原子弹 在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所有的动物全部死亡． “原子弹之父” 奥本海默在核爆观测站里感到十分震惊，他想起了印度一首古诗：“漫天奇光异彩，有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争辉．我是死神，我是世界的毁灭者．” 第二次世界大战时美国在日本广岛投掷首枚原子弹的名称。1945年8月6日由保罗·提贝兹(Paul Tibbets)驾驶的B-29超级空中保垒轰炸机「艾诺拉·盖」（Enola Gay）在广岛上空三万一千英呎(9000米)投下。在日本当地时间早上八时十五分，在1,800呎(550米)高度爆炸。 小男孩（Little Boy） 美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤．在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37% ． 在山田须磨子（一位当年的爆炸目击者）的一幅画：在遥远的广岛上空，原子弹爆炸后发出彩虹一般绚丽的光芒 广岛红十字医院里，一个严重烧伤的学生仰面躺在一张草席上。他的五官几乎全被原子弹爆炸产生的热浪抹掉了。四天后他死了。 倒塌的钢架结构建筑物 原子弹 中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图 核聚变资源可使用几亿年。 二、核电站 解决能源危机根本途径 核能 可开发的核裂变燃料资源可使用上千年 二、核电站： 1、核心设施→核反应堆： 燃料：（浓缩铀235） 天然铀中只有0.7%是铀235，反应堆里用浓缩铀（其中铀235占3 % --4 % ） 铀235容易捕获慢中子发生反应，常采用石墨、重水或普通水作减速剂 减速剂： 控制棒： 为了控制能量释放的速度，就要想办法减少中子的数目，采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉吸收中子能力很强的特性，就可以容易地控制链式反应的速度 反应堆外层是很厚的水泥壁，可防止射线辐射出去 靠水或液态金属钠在反应堆内外的循环流动,把产生的热量传输出去 防护层： 热交换器： 水泥防护层 控制棒—镉棒 减速剂 链式反应的应用——核电站慢中子反应堆 燃料棒—铀棒