《核反应堆工程》ppt演示课件.ppt

核能开发与应用 深圳大学核技术研究所 赵海歌 2010-2011学年第二学期 课程介绍 课程名称：核能开发与应用 主讲：赵海歌 电话件：zhaohg@ 课件登录地址：zhaohg1226@126.com 登录密码：zhaohg 课程主要内容 一、核燃料与核燃料循环 二、核能的军事应用 三、核反应堆工程 核反应堆类型、核反应堆物理、核反应 堆结构与材料、核反应堆安全 四、核聚变概论 参考书： 核反应堆工程 主编 阎其昌 哈尔滨工程大学出版社 核能开发与应用 编著 马栩泉 化学工业出版社 课程考试要求 考试形式：期末闭卷 考试成绩分配：平时40%，期末60% 平时成绩考评：点名8分，课堂表现12分 作业20分 第一讲 核燃料与核燃料循环第一章：核能概述 核能是20世纪出现的一种新能源。自世界上第一座反应堆运行成功至今，不过经历了短短的70年的时间，但核能已经获得了很大的发展。当年费米领导启动的世界第一座反应堆功率仪为0.5W，后来也只达到200W，而据国际原子能机构公布的资料，到2002年11月，全世界核电的总装机容量已达356746Mw，占世界发电总装机容量的17％，加上研究性反应堆、生产反应堆、推动核动力船舰的反应堆所产生的核能，那就更多了。2002年，全世界正在运行的发电反应堆(核电机组)442座，已建成用于推动核能舰船等的浮动核动力堆700多座，研究用反应堆651座，以及许多生产堆。目前，核能已占世界总能源消费量的6％。 第一讲 核燃料与核燃料循环第一章 核能概述 核能历史的简单回顾 第一讲 核燃料与核燃料循环第一章 核能概述 能量，c为光速)。 1914年 卢瑟福通过实验，确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子其质量力电子的1837倍。 1919年 卢瑟福用氮原子核(?粒子)轰击氮原子核打出质子,首次实现了人工核反应。 1932年 英国物理学家詹姆斯·查德威克发现了中子。 1934年法国核物理学家约里奥—居里夫妇用氦原子核轰击铝靶制得磷-30，首次获得人工放射性同位素。 1934年 卢瑟福在静电加速器上用氖核轰击固态氖靶，第一次实现了核聚变反应。 1938年 德国放射化学家奥托·哈思及其助手弗里茨·斯特拉斯曼发现核裂变。1939年初，奥托·哈恩提出了“分裂核”的概念。 上述工作奠定了现代核能发现与发展的基础. 什么是核能? 裂变能:是通过一些重原子核裂变释放出的能量。例如，一个铀-235原子核在中子的作用下裂变生成两个较轻的原子核，在这个过程中释放出的能量就是核能。 核聚变能:是由两个轻原子核结合在一起释放出的能量。例如，氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)的原子核结合在一起生成氦 (4He)，在这个过程中释放出的能量就是核聚变能。 目前工业应用规模的只有核裂变能，核聚变能只用于军用，即制造氢弹. 受控核聚变或受控热核反应:通过有控制地缓慢地释放核聚变能达到大规模地和平利用叫做。受控热核反应迄今尚未实现工业化应用。 核能分为两种，一种叫核裂变能，简称裂变能；一种叫核聚变能，简称聚变能。 第一讲 核燃料与核燃料循环 第一章：核能概述 第二章：核燃料与核燃料循环 概述：核能的产生离不开核燃料。当前，产生核能(核裂变能)离不开铀、钚和钍这三种元素，铀和钍是存在于自然界的天然放射性元素，钚在自然界中并不存在，它是通过核反应生产出来的人工放射性元素。核燃料包括铀、钍和钚。目前，核能的产生及应用，基本上是依靠铀这种核燃料， 从铀矿的勘探和开采、铀的加工和精制、铀的转化、铀的同位素分离、核反应堆元件的制造、对反应堆用过的核燃料(叫做乏燃料)进行后处理以及对产生的放射性废物的处理与处置，形成了一个循环系统，叫做核燃料循环。 核燃料循环构成了核能工业的基础。 第二章：核燃料与核燃料循环 1、链式裂变反应 当中子撞击铀原子核时，一个铀核吸收了一个中子而分裂成两个轻原子核．同时发生质量亏损，因而放出很大的能量，并产生2—2个新中子。这就是核裂变反应。 根源：稳定的原子核吸收中子后，变得不稳定了。 在一定的条件下，由一个中子引起一个铀原子核裂变开始，新产生的中子会继续引起更多的铀原子核裂变，这样一代代地传下去，像链条一样环环相扣，称为链式裂变反应。 条件：一定的质量，热中子轰击 第二章：核燃料与核燃料循环 235U裂变反应式： X1、X2称为裂变碎片（裂变产物,放射性）。 裂变产物：Zn至Dy（30号~6