1、核 能,第十八章 能源与可持续发展,复习提问,1、原子是由什么组成？,是由位于原子中心的原子核和核外电子组成的,2、原子核是由什么组成？,是由质子和中子组成的,氢原子核(H)最简单，它就是一个质子，核外有一个电子绕着它转；氦原子核(He)是由2个质子和2个中子组成的，核外有2个电子绕着它转；锂原子核(Li)是由3个质子和4个中子组成的，核外有3个电子分两层绕着它转；铍原子核(Be)由4个质子和5个中子组成，核外有4个电子分两层绕着它转；,核能:,核力：,原子核内各个粒子之间存在强大的吸引力,核 能,原子核是可以改变的，而且在有些改变过程中还会释放出巨大的能量核能（即原子能）。获得核能有二种途径
2、，一种是重原子核的裂变，另一种是轻原子核的聚变。,核裂变和链式反应,中子轰击铀核时，铀原子核可以分裂成质量大致相等的两个原子核,裂变反应：把质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量核的过程,*用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变,*裂变时会释放出巨大的能量,链式反应,当中子轰击铀核时，铀核才能发生裂变，而铀核裂变时，还同时放出23个中子，放出的中子又可以轰击其他铀核，使他们也发生裂变。裂变将不断地自行继续下去的现象。,裂变的应用,*如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间里内就会释放出巨大的核能，发生猛烈的爆炸。例如：原子弹,我国第一颗原子弹爆炸时形成的蘑菇云,* 如果控制链式反应速度，使核
3、能缓慢的平稳的释放出来，就能和平利用了。能缓慢、平稳地释放核能的装置叫核反应堆,核电站,1.核电站的组成：核反应堆、热交换器、汽轮机、发电机等。,2.核电站的工作原理：利用原子核裂变的裂式反应产生的能量来发电。核电站的核心是核反应堆，它以铀为核燃料，反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮发电机转化为电能。,工作过程：,第一回路,第二回路,(见flash),核电站的优缺点：,优点：,1.核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能。,2.核电站不排放烟尘和二氧化碳、二氧化硫等有害气体，对环境的污染比火力发电站小得多。,3.从长远看，核能发电成本低于火力发电。,缺点：现在世界上运行的
4、核电站 都是通过受控裂变释放的能量发电的，但是，核裂变使用的核燃料储量非常有限，开采成本高，存在着临界事故和放射性物质泄露等潜在问题，且核裂变所生成的核废料可能对环境造成污染。,核聚变,核聚变：,较轻的核结合成较重的核，也能释放能量的现象，由于聚变必须在极高的温度和压强下才能进行，所以核聚变也叫热核反应。,热核反应需要的温度很高一般要1106 以上温度越高，热核反应也进行的越快。,聚变的应用,* 利用轻核聚变可制成氢弹（其威力比原子弹更为巨大）,引爆,裂变反应,聚变反应,氢弹引爆示意图,*太阳内部进行着大规模的聚变，释放的核能以电磁波的形式从太阳辐射出来。,*和平利用聚变产生的核能是非常吸引人
5、的重大课题，我国的可控核聚变装置“中国环流器1号”已取得不少研究成果.,受控核聚变：作为一种新能源，有着显著的特点，一是核燃料丰富，二是不污染环境。但是核聚变需要在极高的温度下才能进行，现在人类还不能象控制核裂变那样控制核聚变。虽然现阶段在这方面已取得一定的成果，但要真正安全、和平地利用核聚变，还要经过长期的努力。,1、裂变,A、裂变:,用中子轰击铀235，铀核会分裂成大小相差不很大的两部分，这种现象叫裂变。,B、裂变的条件:,用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变,C、链式反应:,当中子轰击铀核时，铀核才能发生裂变，而铀核裂变时，还同时放出23个中子，放出的中子又可以轰击其他铀核，使他们也发生裂变
6、。裂变将不断地自行继续下去的现象。,D、裂变的应用 原子弹、核电站,2、聚变,A、聚变:,较轻的核结合成较重的核，也能释放能量的现象,B、裂变的应用 氢弹,1.按照能源的获取方式来分，能源分为两大类_、_。2.从核能到电能，下列能量转化过程中正确的途径是（ ）A、核能机械能内能电能B、核能内能机械能电能C、核能内能电能D、核能电能,练习,3、对能源的分类有不同的方法，一般情况下，将能源分成三类，第一类能源来自球以外，第二类能源来自于地球内部，第三类能源来自于地球和其他天体的相互作用，人们已经利用太阳能和核燃料分别属于（ ）A、太阳能属第一类能源，核燃料属第二类能源B、太阳能属第二类能源，核燃料
7、属第三类能源C、太阳能属第二类能源，核燃料属第一类能源D、太阳能属第一类能源，核燃料属第一类能源,4、下列能源中不属于一次能源的是（ ）A、石油 B、天然气 C、柴油 D、风能,5、核能是_发生变化的过程中释放出的能量，它又叫_能。获得核能的两条途径是_和_。6.核电站是利用_的能量来发电的。它的优点是只需消耗很少的_，就可以产生大量的_能。,轻核聚变,原子,原子核内部结构,重核裂变,原子核裂变的链式反应所产生,燃料,电,7、核电站的核心是_，它以_为核燃料，反应堆中放出的_能转化为高温蒸汽的_能，通过汽轮发电机转化为_能。核电站必须防止_，避免造成污染问题。,核反应堆,铀,核,内,机械,放射
8、线外泄,例：到2010年我国核电站的总功率可达30005000万千瓦，年发电量可达15002500亿千瓦时。如果用煤来发电（设火电站效率为30）将要用煤多少呢？若一个煤矿每年产煤500万吨，需要多少这样的煤矿？,8、水能是可再生资源，可持续地利用它来发电，为人类提供“清洁”能源。若一水力发电站水库的平均流量为Q（m3/s），落差为H（m），发电效率为 ，则全年发电量是多少度？（g=10N/kg）,9、由于地球和月球、太阳相互产生的能量，一日两次，日称潮，夜称汐。世界上潮汐能蕴藏量为10亿kW，我国为1.1亿kW。我国东南沿海某海湾经测量面积为1.0107m2时，涨潮时水深为20m，此时关上水坝闸门，可使水位保持20 m不变，退潮时，坝外水位降至18m。假如利用此水坝建成潮沙水力发电站，水的势能变为电能的效率是10，每天有2次涨潮，问该电站一天能发的电能是多少焦？,谢谢使用观看,再见！,
