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這是一個關(guān)于核能核電概述PPT,這節(jié)課主要是了解1.概述2.原子核物理基礎(chǔ)3.核反應(yīng)堆及核燃料4.核能利用技術(shù)5.核廢物處理與核安全6.核能利用發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢等等介紹。核能(或稱 原子能)是通過核反應(yīng)從 原子核釋放的能量,符合 阿爾伯特·愛因斯坦的質(zhì)能方程E=mc² ,其中E=能量,m=質(zhì)量,c= 光速。核能可通過三種 核反應(yīng)之一釋放:1、 核裂變,較重的原子核分裂釋放結(jié)合能。2、核聚變,較輕的原子核聚合在一起釋放結(jié)合能。3、 核衰變,原子核自發(fā)衰變過程中釋放能量。核能( nuclear energy)是人類歷史上的一項偉核能大發(fā)現(xiàn),這離不開早期西方科學(xué)家的探索發(fā)現(xiàn),他們?yōu)楹四艿陌l(fā)現(xiàn)和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)?梢恢弊匪莸19世紀末英國物理學(xué)家 湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子開始,人類逐漸揭開了原子核的神秘面紗,歡迎點擊下載核能核電概述PPT哦。
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核 能
——一種新型能源
目錄
1.概述
2.原子核物理基礎(chǔ)
3.核反應(yīng)堆及核燃料
4.核能利用技術(shù)
5.核廢物處理與核安全
6.核能利用發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
一. 概述
1.核能的應(yīng)用歷史
核能是人類歷史上的一項偉大發(fā)明,這離不開早期西方科學(xué)家的探索發(fā)現(xiàn),他們?yōu)楹四艿膽?yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
19世紀末 英國物理學(xué)家湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子。
1895年 德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線。
1896年 法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射性。
1898年 居里夫人發(fā)現(xiàn)新的放射性元素釙。
1902年 居里夫人經(jīng)過4年的艱苦努力又發(fā)現(xiàn)了放射性元素鐳。
1905年 愛因斯坦提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式。
1914年 英國物理學(xué)家盧瑟福通過實驗,確定氫原子核是一個正電荷單元,稱為質(zhì)子。
1938年 德國科學(xué)家奧托哈恩用中子轟擊鈾原子核,發(fā)現(xiàn)了核裂變現(xiàn)象。
1942年12月2日 美國芝加哥大學(xué)成功啟動了世界上第一座核反應(yīng)堆。
1945年8月6日和9日 美國將兩顆原子彈先后投在了日本的廣島和長崎。
1954年 蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站------奧布靈斯克核電站。
在1945年之前,人類在能源利用領(lǐng)域只涉及到物理變化和化學(xué)變化。二戰(zhàn)時,原子彈誕生了。人類開始將核能運用于軍事、能源、工業(yè)、航天等領(lǐng)域。美國、俄羅斯、英國、法國、中國、日本、以色列等國相繼展開對核能應(yīng)用前景的研究。
2. 核 能 發(fā)電
英文:nuclear electric power generation
3.核能的發(fā)電原理
核能發(fā)電的 能量來自核反應(yīng)堆中可裂變材料(核燃料)進行裂變反應(yīng)所釋放的裂變能。裂變反應(yīng)指鈾-235、钚-239、鈾-233等重元素在中子作用下分裂為兩個碎片,同時放出中子和大量能量的過程。反應(yīng)中,可裂變物的原子核吸收一個中子后發(fā)生裂變并放出兩三個中子。若這些中子除 去消耗,至少有一個中子能引起另一個原子核裂變,使裂變自持地進行,則這種反應(yīng)稱為鏈式裂變反應(yīng)。實現(xiàn)鏈式反應(yīng)是核能發(fā)電的前提。
4.核能發(fā)電的優(yōu)缺點
優(yōu)點:
1.核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到 大氣中,因此核能發(fā)電不會造成空氣污染。
2.核能發(fā)電不會產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳。
3.核能發(fā)電所使用的鈾燃料,除了發(fā)電外,沒有其他的用途。
4.核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍,故核能電廠所使用 的燃料體積小,運輸與儲存都很方便,一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料,一航次的飛機就可以完成運送。
5.核能發(fā)電的成本中,燃料費用所占的比例較低,核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟情勢影響,故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。
缺點:
1.核能電廠會產(chǎn)生高低階放射性廢料,或者是使用過之核燃料,雖然所占體積不大,但因具有放射線,故必須慎重處理,且需面對相當大的政治困擾。
2.核能發(fā)電廠熱效率較低,因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境裏,故核能電廠的熱污染較嚴重。
3.核能電廠投資成本太大,電力公司的財務(wù)風險較高。
4.核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運轉(zhuǎn)。
5.興建核電廠較易引發(fā)政治歧見紛爭。
6.核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì),如果在事故中釋放到外界環(huán)境,會對生態(tài)、及民眾造成傷害
核資源利用
海洋核資源
核能是人類最具希望的未來能源。目前人們開發(fā)核能的途徑有兩條:一是重元素的裂變,如鈾的裂變;二是輕元素的聚變,如氘、氚、鋰等。重元素的裂變技術(shù),己得到實際性的應(yīng)用;而輕元素聚變技術(shù),也正在積極研制之中?刹徽撌侵卦剽,還是輕元素氘、氚,在海洋中都有相當巨大的儲藏量。
另外,“能源金屬”鋰是用于制造氫彈的重要原料。如果人類一直致力的受控熱核聚變的研究得以解決,從海水中大規(guī)模提取重水一旦實現(xiàn),海洋就能為人類提供取之不盡、用之不竭的能源。
月球的核應(yīng)用
早在20世紀60年代末和70年代初,美國阿波羅飛船登月時,6次帶回368.194千克的月球巖石和塵埃?茖W(xué)家將月球塵埃加熱到3000華氏度時,發(fā)現(xiàn)有氦等物質(zhì)。經(jīng)進一步分析鑒定,月球上存在大量的氦-3?茖W(xué)家在進行了大量研究后認為,采用氦-3的聚變來發(fā)電,會更加安全。
有關(guān)專家認為,氦-3在地球上特別少,但是月球上很多,光是氦-3就可以為地球開發(fā)1萬-5萬年用的核電。地球上的氦-3總量僅有10-15噸,可謂奇缺。但是,科學(xué)家在分析了從月球上帶回來的月壤樣品后估算,在上億年的時間里,月球保存著大約5億噸氦-3,如果供人類作為替代能源使用,足以使用上千年。
二.原子核物理基礎(chǔ)
1.原子核物理發(fā)展介紹
1919年,盧瑟福等人發(fā)現(xiàn)用α射線轟擊氮核時釋放出質(zhì)子,首次實現(xiàn)人工核反應(yīng)。此后用射線引起核反應(yīng)的方法逐漸成為研究原子核的主要手段。初期取得的重大成果是1932年中子的發(fā)現(xiàn)和1934年人工放射性核素的制備。原子核是由中子和質(zhì)子組成的。中子的發(fā)現(xiàn)不僅為核結(jié)構(gòu)的研究提供必要的前提,還因為它不帶電荷,不受核電荷的排斥,容易進入原子核而引起中子核反應(yīng),成為研究原子核的重要手段。30年代中,人們還從對宇宙線的觀測發(fā)現(xiàn)正電子和“介子”(后稱μ子),這些發(fā)現(xiàn)是粒子物理學(xué)的先河。
20年代后期,開始探討加速帶電粒子的原理。30年代初,靜電、直線和回旋等類型的粒子加速器已具雛形,在高壓倍加器上實現(xiàn)初步核反應(yīng)。利用加速器可以獲得束流更強、能量更高和種類更多的射線束,大大擴展了核反應(yīng)的研究,使加速器逐漸成為研究原子核、應(yīng)用核技術(shù)的必要設(shè)備。
2.原子核物理基礎(chǔ)理論
1.核裂變
核裂變,又稱核分裂,是指由重的原子,主要是指鈾或钚,分裂成較輕的原子的一種核反應(yīng)形式。
2.核聚變
核聚變是指由質(zhì)量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發(fā)生原子核互相聚合作用,生成新的質(zhì)量更重的原子核,并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。
3.核衰變
核衰變(nuclear decay),是原子核自發(fā)射出某種粒子而變?yōu)榱硪环N核的過程。認識原子核的重要途徑之一。
三.核反應(yīng)堆及核燃料
1.核反應(yīng)堆
核反應(yīng)堆,又稱為原子反應(yīng)堆或反應(yīng)堆,是能維持可控自持鏈式核裂變反應(yīng),裝配了核燃料以實現(xiàn)大規(guī)?煽刂屏炎冩準椒磻(yīng)的裝置。
2.核燃料
核燃料(nuclear fuel),可在核反應(yīng)堆中通過核裂變或核聚變產(chǎn)生實用核能的材料。重核的裂變和輕核的聚變是獲得實用鈾棒核能的兩種主要方式。鈾233、鈾235和钚239是能發(fā)生核裂變的核燃料,又稱裂變核燃料。
四.核能利用技術(shù)
1.核能發(fā)電
英文:nuclear electric power generation
利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進行發(fā)電的方式。
2.核武器及核動力
A.核武器
核武器,利用核反應(yīng)的光熱輻射、沖擊波和感生放射性造成殺傷和破壞作用,以及造成大面積放射性污染,阻止對方軍事行動以達到戰(zhàn)略目的的巨大殺傷力武器。主要包括裂變武器(第一代核武器,通常稱為原子彈)和聚變武器(亦稱為氫彈,分為兩級及三級式)。亦有些還在武器內(nèi)部放入具有感生放射的輕元素,以增大輻射強度擴大污染,或加強中子放射以殺傷人員(如中子彈)。核武器也叫核子武器或原子武器。
B.核動力
核動力(英語:Nuclear power,也稱原子能)是利用可控核反應(yīng)來獲取能量,從而得到動力、熱量和電能。
3.核技術(shù)的廣泛應(yīng)用
1.為核能源的開發(fā)服務(wù)
2. 同位素的應(yīng)用
3.射線輻照的應(yīng)用
4.中子束的應(yīng)用
5.離子束的應(yīng)用
4.核能的發(fā)展前景
1.核電的經(jīng)濟可與火電競爭
2.發(fā)展核電有利于減輕交通系統(tǒng)對燃料運輸?shù)呢摀?span style="display:none">mQx紅軟基地
3.以核燃料代替石油和煤,有利于資源的合理利用
五.核廢物處理與核安全
1.核廢物處理
1.核廢料處理原則和基本思路
安全、永久地處理核廢料有兩個必需條件:首先要安全、永久地將核廢料封閉在一個容器里,并保證數(shù)萬年內(nèi)不泄露出放射性。 其次,要尋找一處安全、永久存放核廢料的地點。這個地點要求物理環(huán)境特別穩(wěn)定,長久地不受水和空氣的侵蝕,并能經(jīng)受住地震、火山、爆炸的沖擊。
目前,核廢料的處理,國際上通常采用海洋和陸地兩種方法處理核廢料。一般是先經(jīng)過冷卻、干式儲存,然后再將裝有核廢料的金屬罐投入選定海域4000米以下的海底,或深埋于建在地下厚厚巖石層里的核廢料處理庫中。
2.核安全
核安全包括為了防止核輻射事故以及限制發(fā)生事故以后的后果的措施。需要采取核安全措施的設(shè)施包括核能發(fā)電廠和其它的核設(shè)施、以及醫(yī)用、發(fā)電用、工業(yè)用和軍用的核物質(zhì)的運輸、使用與儲存。
由于需要保密等各種原因,核武器的安全和使用核物質(zhì)的軍用研究的安全不會由那些負責平民安全的機構(gòu)負責。
廣義的核安全是指涉及核材料及放射性核素相關(guān)的安全問題,目前包括放射性物質(zhì)管理、前端核資源開采利用設(shè)施安全、核電站安全運行、乏燃料后處理設(shè)施安全及全過程的防核擴散等議題。
狹義的核安全是指在核設(shè)施的設(shè)計、建造、運行和退役期間,為保護人員、社會和環(huán)境免受可能的放射性危害的所采取的技術(shù)和組織上的措施的綜合。該措施包括:確保核設(shè)施的正常運行,預(yù)防事故的發(fā)生,限制可能的事故后果。
六. 中國核能發(fā)展的趨勢
核電站只需消耗很少的核燃料,就可以產(chǎn)生大量的電能,每千瓦時電能的成本比火電站要低20%以上。核電站還可以大大減少燃料的運輸量。例如,一座100萬千瓦的火電站每年耗煤三四百萬噸,而相同功率的核電站每年僅需鈾燃料三四十噸。核電的另一個優(yōu)勢是干凈、無污染,幾乎是零排放,對于發(fā)展迅速環(huán)境壓力較大的中國來說,再合適不過。
中國正在加大能源結(jié)構(gòu)調(diào)整力度。積極發(fā)展核電、風電、水電等清潔優(yōu)質(zhì)能源已刻不容緩。中國能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主體,清潔優(yōu)質(zhì)能源的比重偏低。
從核電發(fā)展總趨勢來看,中國核電發(fā)展的技術(shù)路線和戰(zhàn)略路線早已明確并正在執(zhí)行,當前發(fā)展壓水堆,中期發(fā)展快中子堆,遠期發(fā)展聚變堆。具體地說就是,近期發(fā)展熱中子反應(yīng)堆核電站;為了充分利用鈾資源,采用鈾钚循環(huán)的技術(shù)路線,中期發(fā)展快中子增殖反應(yīng)堆核電站;遠期發(fā)展聚變堆核電站,從而基本上“永遠”解決能源需求的矛盾。
總結(jié)
核能發(fā)電風險與機遇并存,任何事情都有利有弊,人類探索自身能源發(fā)展的道路是曲折的,我相信在未來核能一定會是人類我們高效安全的能源
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