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1、第十九章 原子核,19.6 重核的裂变,分裂,产生核能的条件：,有质量亏损，是产生核能的先决条件。,1、定义：物理学中把重核分裂成两个或多个中等质量核的过程，释放出核能的反应叫做核裂变,一、核裂变,2、铀核的裂变,1）发现 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。 2）裂变产物（多种多样）,3）计算铀裂变时释放的能量,已知铀核裂变的反应：,求：该核反应释放能量；,亏损质量：,释放能量：,m = (mu+ mn) - (mBa+mKr+3mn) = 0.35781027kg,1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000 t 优质煤完全燃烧时释放
2、的化学能,3、链式反应,1、定义：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应,使裂变物质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。,2、发生链式反应的条件： 铀块的质量大于临界质量，或者铀块的体积大于临界体积。,3、链式反应,链式反应的应用原子弹,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% ,链式反应
3、的应用原子弹,原子弹,1964年10月16日中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图,二、核电站核反应堆,核电站,核心设施：核反应堆 浓缩铀制成的铀棒,减速剂：,石墨、重水或普通水，用于减小中子的速度,控制棒：镉棒，用于吸收中子， 控制核反应的快慢。,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。 核聚变资源可使用几亿年。,核反应堆,通过受控核裂变反应获得核能的装置，可使裂变产生的中子数等于各种过程消耗的中子数, 以形成所谓的自持链反应(self-sustaining chain reaction)。,核发电量占总发电比例最多的10个国家是： 法国 75% 立陶宛 73.1% 比利时
4、 57.7% 保加利亚 47.1% 斯洛伐克 47% 瑞典 46.8% 乌克兰 43.8% 韩国 42.8% 匈牙利 38.3% 亚美尼亚 36.4%,世界核能发电占全部电量1/4,秦山核电站,三、核电的安全性,核反应堆的防护措施： 第一道屏障耐高温腐蚀的陶瓷体燃料芯块 可以把98%以上的裂变产物滞留在芯块内。 第二道屏障燃料元件包壳 由优质的锆合金制成，具有良好的密封性。 第三道屏障压力壳 将燃料棒和一回路的水完全罩住，防止燃料元件包壳少量射线泄漏。 第四道屏障安全壳 由1m多厚的钢筋混凝土制成，整个核反应堆都装在安全壳中。,核电站放射性气态废物和液态废物的处理： 采取贮存衰变等方法进行稀释，再排放到指定的区域。 核电站固体废物的处理： 先在核电站内专用的废物库暂存，然后送到人烟稀少、地质稳定、地下水位低又远离天然水源的放置场永久贮存，一般要存放几百年。,
