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1、新能源,能源骄子核能,附带视频（视频在百度视频中搜索一下就可以） 核能发电原理视频（时长3分01秒） 揭秘核泄漏（时长22分42秒） 三维演示日本核电站工作原理及爆炸原理（时长1分01秒）,什么是核及核能,裂变和聚变,原子,核子之间存在非常强大的核力作用，因此原子核十分牢固。但是原子核是可以改变的，有些原子核在发生变化过程中会释放出巨大的能量，这就是核能。,1896年法国物理学家A.H发现铀的天然放射现象，并因此获得1903年诺贝尔奖。 爱因斯坦提出右侧公式，这一公式表明，少量的质量可以转换为十分巨大的能量，揭示了核能来源的物理规律，为核能的开发利用理论基础正因此奠定了其在物理界的地位。,伟大
2、的发现,这就是铀,1938 年，德国物理化学家哈恩和施特拉斯曼发现了铀235 的裂变现象。 这个能量来源于原子核内核子的结合能，它恰好等于核裂变时的质量亏损。这一发现，使核能的利用走向现实。,重核裂变与轻核聚变,核裂变：被中子击中时，大原子核分裂成数个小原子核，这个过程会释放能量。,核聚变：数个小原子核结合并释放能量。,根据原子核链式裂变反应的原理，在意大利物理学家费米的领导下，世界上第一座原子核反应堆于 1942 年12月6日芝加哥大学试验成功，把人类带进了原子能时代。,太阳的能量来自太阳内部的核聚变，地球的能量主要来自太阳能。,氘和氚发生聚变后，2个原子核结合成1个氦原子核，并放出1个中子
3、和0.176亿电子伏特能量。,石油 40年,天然气 5 0 年,煤 炭 240年,为什么要开发核能,没有了后,核能的优势,原料来源丰富 单位质量释放的能量超高 核能使用体积小，使用时间长 清洁，污染几乎可以不计 核能相关的衍生行业多，有效解决就业问题 国家相关政策的大力支持,核能是地球上储量最丰富的能源，又是高度浓集的能源。地球上已探明的核裂变燃料，即铀矿和钍矿资源，按其所含能量计算，相当于有机燃料的20倍，只要及时开发利用，便有能力替代后续有机燃料。更进一步说，地球上还存在大量的聚变核燃料氘，能通过聚变反应产生核能。1t氘聚变产生的能量相当于1100万t标准煤，氘即重水中的“重氢”，普通水中
4、有七千分之一的重水，故地球上存在约40万亿t氘。所以聚变反应堆成功以后，能源真可谓取之不尽，用之不竭，人类将不再为能源问题所困扰。,原料来源丰富,单位质量释放的能量高,燃烧产生的能量大，1kg氘和氚相当于1万吨的优质煤。 1L水中含0 .03g氘，这些氘通过热核反应产生的热量相当300L汽油的。 1座100万kW 的燃煤火电机组每天需烧煤约1万t，1年约需300万t，而1座lOOkW 的核电机组每年仅需核燃料30 t，可见核燃料运输量仅是煤运输量的十万分之一，大大减轻交通运输负担。 经典案例,核电池又叫“放射性同位素电池”，它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断地放出具有热能的射线的热能
5、转变为电能而制造而成,核电池已成功地用作航天器的电源、心脏起搏器电源和一些特殊军事用途。2012年8月7日，美国好奇号火星车抵达火星，核电池寿命可达14年。 美国密苏里大学计算机工程系教授权载完(音)率领的研究组成功为“核电池”瘦身，教授组研发出的核电池只是略大于1美分硬币(直径1.95厘米，厚1.55毫米)，但电力是普通化学电池的100万倍 。,法国“夏尔戴高乐”号航空母舰（CharlesdeGaulleR91）是一艘隶属于法国海军（MarineNationale）的核动力航空母舰。航母长261.5米，宽31.5米，飞行甲板最宽64.4米，吃水8.5米，标准排水量35500吨，满载排水量39
6、680吨，2座核反堆，8.3万马力，航速27节，核反应堆加一次燃料可工作5年以上。,清洁，污染几乎可以不计,核电是清洁的能源，有利于保护环境。目前世界上大量燃烧有机燃料的后果是足堪忧虑的。燃烧后排出大量的二氧化硫、二氧化碳、氧化亚氮等气体，不仅直接危害人体健康和农作物生长，还导致酸雨和大气层的“温室效应”，破坏生态平衡。,自从有了你，我的生活变得更美丽,环境污染,小剂量放射线照射，并谨慎地加以控制，射线也可以为人类做许多事。,放射性同位素发出的射线可用于医学诊断和治疗,人类对放射线的误解,放射性同位素发出的射线已用于改良农作物品种,这是真的吗,放射性同位素发出的射线已用于食品保鲜,国家政策鼓励
7、合理开发利用,2012年7月，国务院公布“十二五”国家战略性新兴产业发展规划，提出“到2015年，掌握先进核电技术，提高成套装备制造能力，实现核电发展自主化；核电运行装机达到4000万千瓦。包括三代在内的核电装备制造能力稳定在1000万千瓦以上。到2020年，形成具有国际竞争力的百万千瓦级核电先进技术开发、设计、装备制造能力”。,补充：世界核能利用分布,据国际原子能机构公布的数据，到2004年，全球共有30个国家拥有核电站，总数为442座，它们的总发电量占全球发电总量的比重为16。拥有核电站最多的五个国家分别为美国（104座）、法国（59座）、日本（54座）、俄罗斯（30座）和英国（27座）。
8、例外，有五个国家的电力供应主要依赖于核电站，分别是：立陶宛（80）、法国（76）、斯洛伐克（57）、比利时（55）和瑞典（50）。目前全球在建的核电站共有27座，其中的大部分18座位于亚洲。中国现有核电站6座。,核能利用方式,核电厂（核能利用的最主要途径之一）,核动力运输,核武器（维护世界和平专用）,核电站发电过程中的能量转化,核能,内能,机械能,电能,核能的和平利用核电站,1954年3月1日，美国在太平洋上的比基尼岛进行了 一次威力巨大的氢弹爆炸实验， 这颗氢弹产生的破坏力是投向广岛的原子弹的750倍。,核能利用的隐患,很多元素（尤其是82号以上的元素）的原子核都会向外辐射出肉眼看不见的、能
9、量很高的射线，如 a 射线、b 射线和 g 射线。,射线：氦核（带2个单位正电荷）,射线：高速运动的电子（带 1 个单位负电荷）,射线：能量很高波长很短的电磁波（不带电）,大剂量放射线对人畜会造成很大的伤害；所以核电站需要建很厚的混凝土防护层，防止放射线照射对人体造成伤害，并且要防止放射性物质泄漏造成放射性污染。,收到核辐射40年的日本人,核辐射环境影响事例,1986年4月26日前苏联切尔诺贝利核电站发生的事故是迄今为止世界核电史上最严重的一次事故，据调查，事故原因除了管理不善，违反安全规范外，还因为该核站采用的是石墨沸水堆，堆芯温度高，2000吨石墨的工作温度是700，一旦失去冷却，石墨本身
10、就会燃料爆炸，又没有压力壳和安全壳这两道屏障，因而一旦发生事故，放射性物质极易外泄。,一个人每年从食品、水、空气、宇宙射线、地壳、住宅建筑以及看电视、带夜光表、吸烟、x光检查等天然辐射源和人工辐射源获得的个人辐照剂量当量总共约为2.3mSv左右，而核电站厂区内每年提供的个人辐照剂量当量只有0.010.05mSv，距离厂区1.5公里处只有0.007mSv，距离10公里处则只有0.001mSv。,第一层是燃料芯块。每块高10mm，直径 6mm（或5mm）， 芯块里面是很小颗粒燃料烧结起来的。 第二层是把芯块装在不锈钢做的空心棒内。 第三层是把所有的燃料棒装在一个直径为3 米的不锈钢压力壳内，盖上盖
11、子。 第四层是安全壳，它由一米厚的钢筋混凝 土建成。,核能与有机燃料相比，具有无法取代的优点,核能的安全性四重保障,要和平利用核聚变能，就要使热核反应的能量有控制地释放。,氢弹是利用核聚变制成，但它的能量是一下子释放。在1亿度高温下，氘、氚燃料是“高温等离子体”，任何容器都无法承受此高温，因此要有办法盛装和约束等离子体。有两种途径：磁约束和惯性约束,受控核聚变,一是磁约束： 用强磁场将低密度的氘、氚核长时间约束在预先充满等离子体的空间中，将等离子体与容器隔离，热能也就很好地保存在等离子体中。,托卡马克(Tokamak)是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字 Tokamak 来源于
12、环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(kotushka)。最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。 托卡马克的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。,托卡马克装置,Tokamak Fusion Test Reactor, 1989, USA,托卡马克装置,Glowing Plasma inside the Tokamak Fusion Test Reactor,托卡马克装置,Glowing Plasma inside the Tokamak Fusion Test Reactor,受控核聚变,二是惯性约束： 用燃料自身的惯性，在极短的时间内（如10-10s）使某一氘氚混合的小球迅速升温升压，使其发生微型爆炸式的聚合反应。,人们正在探索激光引发核聚变反应。激光能量高度集中，将激光束聚集在聚变物质的表面，使物质变成等离子体，并使其温度上升到产生热核反应的温度。在激光脉冲持续的约10-9s的时间内，热能来不及从加热物质散开，就不必采用约束的方法。,谢谢观看,
