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1、1、当今的能源趋势：能源的需求量剧增，化石能源可能枯竭。,2、能源对环境的影响：空气污染、温室效应、水土流失和沙漠化等。,3、未来的理想能源应该满足的条件： 足够丰富，可以保证长期使用。 足够便宜，可以保证多数人用得起。 相关技术成熟，可以保证大规模使用。 足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。,核能，太阳能,【解决途径】,开发新能源。,提高能源的利用率。,常规能源储量有限，开 发不合理，浪费严重。,人类社会发展对能源的 需求日益增加。,【现状成因】,我国能源供需紧张，制约社会发展。,优先开发利用核能、太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢能这六种新能源。,一、能源利用与社会发展,【能源现状】,
2、1、物质的组成：,一切物质都有分子组成，分子又由原子组成，有些物质的分子就是一个原子。原子很小，它的直径不到1nm。,原子由原子核和核外电子组成，原子核又由质子和中子组成，质子带正电荷，电子带负电荷，中子不带电。,质子和中子的质量比电子大得多，处于原子的中心，构成非常小的原子核。,二、核能,1919年，英国卢瑟福用粒子轰击氮时发现质子。,1932年，查德威克发现中子。,1934年，意大利物理学家费米用中子轰击原子核，发现原子 核分裂产生能量很强。因此获38年诺贝尔物理奖。,1905年，著名物理学家爱因斯坦发表了划时代的论文论运 动物体的电动力学，提出了狭义相对论和著名的 核动力公式=mc，为核
3、能利用奠定了理论基础。,【发现历程】,【重核裂变】,1939年，费米进一步提出链式反应的概念。,核能释放方式,二、核能,【开发应用】,即一个重核可裂变为两个中等质量的核， 从而获得原子能。,当两个或两个以上的较轻原子核，在极高 的温度和极大的压力下非常靠近时，它们聚合在一 起而形成一个较重的新原子核，同时释放出更为巨 大的能量。因为核聚变必须在极高的温度约1亿才 会发生，所以也叫热核反应。,如何利用好核反应中产生的巨大能量呢？,二、核能,【开发应用】,核能释放方式,【轻核聚变】,【思考】,【核武器研究】,1939年9月1日，第二次世界大战正式打响。,1933年，爱因斯坦移居美国。,1938年，
4、费米逃往美国。,德国尚有普朗克、玻恩、海森堡、魏扎克、 劳厄、哈恩、盖革等核物理专家。,1939年，爱因斯坦等科学家努力说服美国总统罗斯福抢 在德国之前抓紧研制原子弹。,1940年，美国政府正式大量拨款，启动“曼哈顿工程”。,1943年1月1945年7月，奥本海默主持原子弹研制。,二、核能,【应用方向】,1945年7月16日第一颗原子弹试爆成功。,二、核能,【核武器研究】,【应用方向】,1945年8月6日，铀弹小男孩投到广岛；,“小男孩”原子弹爆炸地点在 广岛市中心偏西北处，爆炸威 力相当于.8万吨炸药， 顷刻间产生了30万度的高温， 正处于爆炸中心的外科医院所 有的人和设施转瞬就化为灰烬，距
5、爆心半径一千米范围内的花 岗岩都融化了，时速高达五六 十千米的强烈冲击波将距爆心 半径三千米范围内的所有建筑 物，几乎全部摧毁！,二、核能,【核武器研究】,【应用方向】,8月9日，钚弹胖子投在长崎。,在爆心附近，没有留下任何人 或物的痕迹，只是在地面上隐 约残留着如同人体外形的阴影， 广岛全城遍地焦土死尸枕籍相 连。市中心约12平方千米方圆 几乎被夷为平地，全市76,328 幢建筑物中，44.8万幢全部被 毁，22117幢半毁，房屋损失达 70，日本官方统计当场死亡 和失踪人数达78,150人，伤51, 408人。加上后来因辐射、烧伤 而死亡的人数总计246,726人。,二、核能,【核武器研究
6、】,【应用方向】,核军备竞赛 盟国冷战开始,1945年8月，斯大林下令抓紧研制原子弹。,1949年8月，苏联成功地进行了核实验。,1952年10月3日，英国研制成功原子弹。,1960年2月13日，法国研制成功核弹。,1964年10月16日，中国试爆成功原子弹。,如何有效地控制核能，安全和平利用核能呢？,1952年11月1日，美国试爆第一颗氢弹。,1953年8月，苏联研制氢弹成功。,1967年6月17日，中国试爆成功氢弹。,原子弹核裂变， 氢弹核聚变,二、核能,【核武器研究】,【应用方向】,【思考】,1954年，苏联建成第一座小型原子能电站。,【核电站建设】,1942年费米在芝加哥研制核反应堆。
7、,1956年，英国建成第一座小型原子能电站。,1957年，美国建成第一座小型原子能电站。,二、核能,【应用方向】,结构和工作原理,二、核能,【应用方向】,【核电站建设】,1991年,中国建成第一座自主研制的核电站。,秦山核电站,田湾核电站,三门核电站,大亚湾核电站,二、核能,【应用方向】,【核电站建设】,受控核聚变现状与发展,中国、日本、韩国、俄罗斯、美国和 欧盟6大ITER成员国2005年6月28日在 莫斯科敲定法国的卡达拉舍为反应堆 建设地，这一为期30年共计投资将超 过100亿欧元的国际超大型科学合作 项目很快就将正式启动。,“ITER”组织 拉丁文“道路”之意,该计划旨在建立世界上第一
8、个受 控热核聚变实验反应堆，规模可与未 来实用聚变反应堆相仿，用以解决建 设核聚变电站的关键技术问题。,二、核能,【应用方向】,【核电站建设】,对比火力发电站,消耗的“燃料”少,结构相似，燃料不同,对环境污染小,长远看，成本低,核能的优点与缺点,二、核能,【辨析】,【优点】,【应用方向】,核废料,核废料具有放射性污染，因而建设使用核电站时必 须采用可靠的防护措施，防止放射性物质泄漏，避 免造成放射性污染，以保证核电站的安全运行。,二、核能,【缺点】,【应用方向】,核意外,1986年切尔诺贝利核 能电厂，因为运转人 员违法进行极危险的 实验，导致爆炸。造 成乌克兰、白俄罗斯、 苏俄地区，至少有九
9、 百万人受到辐射线影 响，至今尚有数百万 人生活于污染区内。 白俄罗斯婴儿出生率 下降50%。苏俄地区儿 童淋巴癌上升28.5%。,二、核能,【缺点】,【应用方向】,三、太阳能,【结构特点】,太阳内部的温度高达1千万摄氏度以上，在那里 就进行着大规模的核聚变反应。太阳辐射出的光和 热正是由聚变反应释放的核能转化而来的。,三、太阳能,【产生本质】,三、太阳能,【能源之母】,太阳能十分巨大，供应时间长。,太阳能分布广阔，获取方便。,太阳能安全清洁，取之不尽，用之不竭。,利用太阳能不征收任何“税”，经济划算。,三、太阳能,【利用优势】,【开发难度】,光热转换,A、如何提高太阳能直接转化内能的效率？,
10、太阳能热水器,太阳灶,三、太阳能,【利用途径】,【思考】,B、能进一步开发利用这一内能吗？,热水,冷水,水箱,集热器,太阳光,集热器的原理,【结构组件】,聚光装置 集热装置 蓄热装置 汽轮发电装置,光热转换,三、太阳能,【利用途径】,【工作原理】,太阳能,光热转换,三、太阳能,【利用途径】,光电转换,太阳能电池及原理,1887年，赫兹（M.Hertz）首次发现的光照能使 半导体材料的不同部位之间产生电压。这种现象后 来被称为 “光伏效应”。,光电转换实现了太阳能直接向电能的转化， 再通过蓄电池以化学能的方式储存。,三、太阳能,【利用途径】,【总结】,1954年美国贝尔实验室制成了世界上第一个实用的太阳能电池，现在广泛应用于微波通讯基站、电台、野外活动、高速公路、也可为无电山区、空间站提供电力。,光电转换,三、太阳能,【利用途径】,光化转换,光合作用是绿色植物利用叶绿素在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程。,光化转换实现了太阳能直接向化学能的转化。,三、太阳能,【利用途径】,【总结】,能源易获取,不排放CO2,能源量大,可持续性强,能源分散,受自然条件限制,转化效率低,成本较高,太阳能技术的优缺点,
