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1、核能开发及应用第一帝枝燃料与核燃料谚环第一讲_核燃料与核燃料谚环口核能历史的简单回顾公元前5世纪:古希腊思想家德谟克利特提出原子论;1808年;英国化学家道尔顿提出了原子学说。认为物质都是由原子直接构成的;原子是一个实心球体,不可再分割;同一类原子性质相同;不同的原子是以简单的整数比相结合。1897年,羟国科学家汤姆逊做阴极射线管通电发光实验时,发现原子中存在电子,1904年汤姆生提出了一个被称为“西瓜式“结构的原子结构模型,电子就像“西瓜子“一样镶嵌在带正电的“西瓜瓤“中,电子的发现使人们认识刺原于丞由友小的栏子杰成的。1898年:居里夫人发现了镯。1911年:英国科学家卢瑞福做了一个实验:
2、用一束质量比电子大很多的带正电的高速运动的,粒子软击金筷,结果是大多数,粒子能穿过金筷上不改变原李的前进方向;但也有一小部分改变了原来的方向;还有极少数的,粒子被反弹了回来,据此他提出了带核的原子结构模型:原二是由原子核和核外电子构成:1905年:爱团斯坦提出质能方程式。第一讲_核燃料与核燃料谚环1914年卢善福通过实验,确定氡原子核是一个正电荷单元,称为质子其质量是电子的1837倍。1919年卢瑞福用氡原子核(粗子)轰击氯原子核打出质子,首次实现了人工核反应。1932年英国物理学家詹姆斯-查德威充发现了中子:1934年法国核物理学家约里奥一居里夫奴用氡原子核轰击铝靶制得%P,首次获得人工放射
3、性同位素。1934年卢瑟禧在祥电加逸器上用氖装烽击固态氖靶,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.斯特拉斯羞熹现核裂变。1939年初,奥托.哈恩提出了“分裕核“的概念。土述工作兽定了现代核能发现与发展的境础,第一讲_核燃料与核燃料谚环裂变能:是通过一些重原子核梁变释放出的能量。例如二个25U原子核在中子的作用下梁变生成两个较轻东原子核;在逸个述程中放出的能量就是核聚变能:是由两个轻原子核结合在一起释放量5例如,氡的同位素氖(叉叫重氢和氘又叫超重氡)的原子棒结合在一起生成氡(tHej,在这个过程中释放出的能量就是核聚变能。目前工业应用规招的只有核模变能该棣变能
4、只用于军用,即制造氮弹.受控核椿变或受控热核反应:通过有控制地缓惺地释放核桦变能这制大规模地和平利用。受控热核反应这今尚未实现工业化应用。口痛芳分加历种,一动以痛奚万花,店欧翔跋芬;一动以痧根荣苑二扇欧梁东苏。第一讲_核燃料与核燃料谚环口从钳之的副探和开林、钧的加工和粉列、钳的化与钰的吊位素外离栗反序推元往的剑造与对反应堆用过的核燃料聊做乏燃糊迸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。口柚燃料榄玩构版了桶能工业的基砾。第一讲_栗燃料与核熹料谚环1链式梨变反应口当中子撞击钙原子核时,一个钠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,图而放出很大
5、的能量,并产生2个新中子。这就是核裂变反应。口根源:稳定的原子核吸收中子后,变得不稳定了。第一讲_核燃料与核燃料谚环口25U梨变反应式:口梨变产物:Zn至Dy(30号66号元素)口梨变能量:B=200MeV1kg钜完全裂变:2500吨标准烈2:276xi0KSWebh口条件:一定的质量,热中子轰击第一讲_核燃料与核燃料谚环2核燃料二235U(天然)、Z33U、239I】u厂标厂明佳8-22,3min8-26,967dJ一i0R吴一a7刑故7故心仁f厂/慧=一穆an15切锭238、兰35奂第一讲_核燃料与核燃料谚环、铈(U)1789年,德国化学家克拉普罗特发现(化合物)。1841年,法国化学家佩
6、里戈特分离出元素钙。雾是92号元素，原子序数为92,原子量为238,化学符号为U钳广泛分布在地壳和海水中,地壳中钳的平均含量约为2g/t,海水中约为45亿吨。钿矿物:155称,-劲仪石几手都以钿药氢化粑孙在:钳的天然丰度:238U:99.28496,235U:0.7110,24U:0.005406口金属铀是一种软的银白色金属,密度;19.2148/cma熔怪:1132.30C口Ru第一讲_核燃料与核燃料谚环4、雳匣司一一口钢是银白色金属,熔点640IC,沸点3234C。在干燥的空气中,表面的氧化膜起保护作用,氧化缓慢,但有水气存在下氧化膜被破坏,容易被氧化。钢溶于盐酸、磷酸,但不溶于硝酸和浓硫
7、酸。钢的氯化物、硝酸盐、硝酸盐易溶于水,氧化物、氡氧化物、草酸盐碳酸盐不溶于水。钎有剧毒,一片阿斯匹林大小的钢,足以毒死2亿人,5克的钢足以毒死人类。钢的毒性比砒霜大486亿倍。口=化学符号Pl孰子序数94i:为钥系元素的成员和大工放射性元素。半衰翩最长的同位紊足钎244。1240年芸国G.T.西博格、E.M.麦克米伦、W.肯尼迪和A.C.沃尔用152.4厘米回旋加途器加速的16兆电子伏氦核轰击铀时发现钢238。第二年又发现钢的最重要的同位素钢239。在自然界中只找到两种钢同位素,一种是从氟碳铃镧矿中找到的微量钢244,它具有足够长的半衰期,可能是地球上原始存在的。另一种是从含铀矿物中找到的钉239是铀238吸收自外界里的中子而形成的其
