最新第5节核裂变(22张ppt)
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核裂变课件PPT

核裂变能源的优缺点
核裂变能源的优点
高效能源来源
核裂变能是一种高效的能源来源,其 产生的能量远大于传统的化石燃料。
减少温室气体排放
相比于燃烧化石燃料,核裂变能减少 了二氧化碳等温室气体的排放,有助 于减缓全球气候变化。
可替代传统能源
核裂变能可以作为传统能源的替代品 ,特别是在化石燃料资源日益枯竭的 背景下。
提供稳定能源供应
核裂变能发电站运行稳定,不受天气 、季节等因素影响,可以提供稳定的 能源供应。
核裂变能源的缺点
放射性废料处理
潜在的核安全问题
核裂变会产生放射性废料,处理和存储这 些废料需要特别的技术和设施,存在一定 的安全和环境风险。
核裂变能发电站存在潜在的核安全问题, 如核事故、核泄漏等,可能对环境和人类 健康造成严重危害。
国际合作与政策问题
核裂变能的国际合作和政策问题也是当前关注的焦点,需要加强国 际合作和政策协调,推动核裂变能的可持续发展。
CHAPTER 04
核裂变技术的应用
核裂变在能源领域的应用
01
02
03
核能发电
核裂变产生的能量可以用 于发电,相比传统的火力 发电更为高效且环保。
核能供热
利用核裂变产生的热量可 以为城市或工业区提供集 中供热,减少对化石燃料 的依赖。
反应堆容器
用于容纳核燃料和冷却剂,维 持反应堆的完整性和密封性。
冷却剂
用于将反应堆产生的热量带走 ,保持反应堆的正常运行温度 。
安全保护系统
用于在紧急情况下快速停堆, 防止事故发生或减轻事故后果 。
核裂变反应堆的工作原理
01
02
03
04
核燃料在反应堆中受到中子轰 击,发生核裂变反应,释放出
核裂变能源的优点
高效能源来源
核裂变能是一种高效的能源来源,其 产生的能量远大于传统的化石燃料。
减少温室气体排放
相比于燃烧化石燃料,核裂变能减少 了二氧化碳等温室气体的排放,有助 于减缓全球气候变化。
可替代传统能源
核裂变能可以作为传统能源的替代品 ,特别是在化石燃料资源日益枯竭的 背景下。
提供稳定能源供应
核裂变能发电站运行稳定,不受天气 、季节等因素影响,可以提供稳定的 能源供应。
核裂变能源的缺点
放射性废料处理
潜在的核安全问题
核裂变会产生放射性废料,处理和存储这 些废料需要特别的技术和设施,存在一定 的安全和环境风险。
核裂变能发电站存在潜在的核安全问题, 如核事故、核泄漏等,可能对环境和人类 健康造成严重危害。
国际合作与政策问题
核裂变能的国际合作和政策问题也是当前关注的焦点,需要加强国 际合作和政策协调,推动核裂变能的可持续发展。
CHAPTER 04
核裂变技术的应用
核裂变在能源领域的应用
01
02
03
核能发电
核裂变产生的能量可以用 于发电,相比传统的火力 发电更为高效且环保。
核能供热
利用核裂变产生的热量可 以为城市或工业区提供集 中供热,减少对化石燃料 的依赖。
反应堆容器
用于容纳核燃料和冷却剂,维 持反应堆的完整性和密封性。
冷却剂
用于将反应堆产生的热量带走 ,保持反应堆的正常运行温度 。
安全保护系统
用于在紧急情况下快速停堆, 防止事故发生或减轻事故后果 。
核裂变反应堆的工作原理
01
02
03
04
核燃料在反应堆中受到中子轰 击,发生核裂变反应,释放出
核裂变—人教版高中物理选修课件

临(界3质)量临界体积(临界质量):
把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。
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
已知
U 235
92
、3985Sr
、139
54
Xe
、1
目前,核电技术已经成熟,在经济效益方面也跟火力发电 不相上下。作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量所能提 供的能量,比煤、石油等所能提供的能量大15倍左右。核电对 环境的污染比火力要小。截止到2004年6月,全世界共有30个 国家的450座核电站在运行,核能发电已经占世界总发电量的 1/6左右。
我国有一定的核资源储量、相当规模的核技术装备核核技 术队伍,已经具备了发展核电的基本条件,截止到2004年9月, 我国已经有9台核电站进行商业运行,总装机容量达到701万千 瓦。到2020年以前,每年还将建成2-3台核电机组,将有27台 百万千瓦级的机组投入运行,总装机容量将达3600万千瓦,将 占全国总发电量的4%。
1kg铀全部裂变,它放出的能量超过 2800t标准煤完全燃烧时释放的能量.
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
STS 阅读原子弹与科学家的责任
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
1.核反应堆
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒
慢化剂 链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
2、核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用?
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
把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。
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
已知
U 235
92
、3985Sr
、139
54
Xe
、1
目前,核电技术已经成熟,在经济效益方面也跟火力发电 不相上下。作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量所能提 供的能量,比煤、石油等所能提供的能量大15倍左右。核电对 环境的污染比火力要小。截止到2004年6月,全世界共有30个 国家的450座核电站在运行,核能发电已经占世界总发电量的 1/6左右。
我国有一定的核资源储量、相当规模的核技术装备核核技 术队伍,已经具备了发展核电的基本条件,截止到2004年9月, 我国已经有9台核电站进行商业运行,总装机容量达到701万千 瓦。到2020年以前,每年还将建成2-3台核电机组,将有27台 百万千瓦级的机组投入运行,总装机容量将达3600万千瓦,将 占全国总发电量的4%。
1kg铀全部裂变,它放出的能量超过 2800t标准煤完全燃烧时释放的能量.
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
STS 阅读原子弹与科学家的责任
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
1.核反应堆
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒
慢化剂 链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
2、核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用?
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
核裂变与核聚变PPT课件

裂变碎片是得到放射性同位素的重要来源。
第23页/共48页
(3) 裂变中子
裂变中子可分为瞬发中子和缓发中子。 瞬发中子的能量是连续的,服从麦克斯 韦分布。可以求出其平均能量。
对 252Cf 为 E 2.179 0.025MeV 对 n235U 为 E 1.979 0.029MeV
缓发中子产生于裂变产物的某些β衰变链中。 其数量占全部中子的1%。 可控核裂变的实现取决于缓发中子的控制。
dn(t ) dt
n(t )(keff
1) /
n(t) n(0)e(keff 1)t /
定义反应堆周期
T: T /(k 第31页/共48页
e
ff
1)
一代时间 决定于中子发射时间 1和中子慢化时间 2。
1 2
通常在石墨慢化剂中,
2 0.001s
如果仅考虑瞬发中子,
1 1015 s
据此我们也就可以分可以分热中子核裂变和阈能核裂变两种情况讨论。
第11页/共48页
(b) 热中子核裂变
U 以 为23例5 ,可表示为:
Bn(Z, A 1) Eb
n 235U 236U * X Y
由于热中子的能量
Tn 0.0253eV 0
U 所以, 的激23发6能:*
E * Bn Z , A 1
第5页/共48页
所以实验发现,很重的核才发生自发裂变。
稳定核: 球形核势能Vsp<椭球形势能Vel;
而当: 球形核势能Vsp>椭球形势能Vel时, 球形核椭球形核裂变
原子核的稳定条件: Vel Vsp>0
第6页/共48页
(d) 裂变份额
重核大多数具有 放射性,自发裂变与
衰变是相互竞争的过程,它们是重核蜕
第23页/共48页
(3) 裂变中子
裂变中子可分为瞬发中子和缓发中子。 瞬发中子的能量是连续的,服从麦克斯 韦分布。可以求出其平均能量。
对 252Cf 为 E 2.179 0.025MeV 对 n235U 为 E 1.979 0.029MeV
缓发中子产生于裂变产物的某些β衰变链中。 其数量占全部中子的1%。 可控核裂变的实现取决于缓发中子的控制。
dn(t ) dt
n(t )(keff
1) /
n(t) n(0)e(keff 1)t /
定义反应堆周期
T: T /(k 第31页/共48页
e
ff
1)
一代时间 决定于中子发射时间 1和中子慢化时间 2。
1 2
通常在石墨慢化剂中,
2 0.001s
如果仅考虑瞬发中子,
1 1015 s
据此我们也就可以分可以分热中子核裂变和阈能核裂变两种情况讨论。
第11页/共48页
(b) 热中子核裂变
U 以 为23例5 ,可表示为:
Bn(Z, A 1) Eb
n 235U 236U * X Y
由于热中子的能量
Tn 0.0253eV 0
U 所以, 的激23发6能:*
E * Bn Z , A 1
第5页/共48页
所以实验发现,很重的核才发生自发裂变。
稳定核: 球形核势能Vsp<椭球形势能Vel;
而当: 球形核势能Vsp>椭球形势能Vel时, 球形核椭球形核裂变
原子核的稳定条件: Vel Vsp>0
第6页/共48页
(d) 裂变份额
重核大多数具有 放射性,自发裂变与
衰变是相互竞争的过程,它们是重核蜕
核裂变核聚变PPT课件

第7页/共43页
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.
第8页/共43页
链式反应模拟演示2
第9页/共43页
(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。
足以维持链反应正常进行的裂变材料质量叫临界 质量(critical mass)。 铀-235 的临界质量约为 1 kg, 质量超过1 kg 则发生爆炸。
(2)由题给条件可求得质量亏损为:
Δm=2.0136×2-(3.0150+1.0087)=0.0035u ∴释放的核能为 ΔE=Δmc2=931.5×0.0035=3.26MeV
第40页/共43页
、 例2
静止在匀强磁场中的
6 3
Li
原子核,俘获一个
速度为7.7×104 m/s 的中子而发生核反应放出α粒子后
第36页/共43页
托卡马克装置
第37页/共43页
惯性约束
由于聚变反应的时间非常短,聚变物质因自身的惯 性还来不及扩散就完成了核反应。在惯性约束下,可 以用激光从各个方向照射参加反应的物质,使它们 “挤”在一起发生反应。
第38页/共43页
我国 可控热核 反应实验 装置“中 国环流一 号”具有 国际先进 水平。
ΔE = Δmc2 = 0.01884 ×931.5MeV
= 17.59MeV
第28页/共43页
计算表明,这个核反应释放的能量是 17.6MeV 。这个量值虽然比一个铀核裂变 产生的能量(201MeV)少,但平均每个核
子产生的能量 17.6 = 3.52MeV 2+3
是铀裂变( 201 = 0.852MeV)的约4倍。 235 + 1
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.
第8页/共43页
链式反应模拟演示2
第9页/共43页
(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。
足以维持链反应正常进行的裂变材料质量叫临界 质量(critical mass)。 铀-235 的临界质量约为 1 kg, 质量超过1 kg 则发生爆炸。
(2)由题给条件可求得质量亏损为:
Δm=2.0136×2-(3.0150+1.0087)=0.0035u ∴释放的核能为 ΔE=Δmc2=931.5×0.0035=3.26MeV
第40页/共43页
、 例2
静止在匀强磁场中的
6 3
Li
原子核,俘获一个
速度为7.7×104 m/s 的中子而发生核反应放出α粒子后
第36页/共43页
托卡马克装置
第37页/共43页
惯性约束
由于聚变反应的时间非常短,聚变物质因自身的惯 性还来不及扩散就完成了核反应。在惯性约束下,可 以用激光从各个方向照射参加反应的物质,使它们 “挤”在一起发生反应。
第38页/共43页
我国 可控热核 反应实验 装置“中 国环流一 号”具有 国际先进 水平。
ΔE = Δmc2 = 0.01884 ×931.5MeV
= 17.59MeV
第28页/共43页
计算表明,这个核反应释放的能量是 17.6MeV 。这个量值虽然比一个铀核裂变 产生的能量(201MeV)少,但平均每个核
子产生的能量 17.6 = 3.52MeV 2+3
是铀裂变( 201 = 0.852MeV)的约4倍。 235 + 1
《核裂变与核聚变》PPT课件

例如:氢弹是利用核聚变原理制造的大规模杀伤 性武器
为了获取高热,常常使用重核裂变作为“引子”。所以,原子弹可以作为氢弹的 “雷管”。
第15页/共20页
氢弹
世界第一颗氢弹——麦克 我国第一颗氢弹爆炸生成的蘑菇云
“麦克”爆炸 成功
第16页/共20页
四、热核反应
1.学生阅读解决—— (1)什么是热核反应 (2)太阳的能源来自热核反应 (3)什么是可控热核反应 (4)氘核,氚核的来源
第19页/共20页
谢谢您的观看!
第20页/共20页
三、轻核聚变
某些轻核结合成质量较大的核的核反应过 程,同时放出大量的核能。
例:
3 1
H
12
H
42
He
10
n 17.6MeV
1、轻核聚变的条件:
几百万度高温
核子要距 离十分近
加热 高温
热核反应
第13页/共20页
计算表明,这个核反应释放的能量是17.6MeV 。这个量值虽然比一个铀核裂变产生 的能量(201MeV)少,但平均每个核子产生的能量
第9页/共20页
(3)重核裂变的应用
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,用于 吸收中子,控制
核反应的快慢。
原子弹:
不可控的核反应
第10页/共20页
原子弹爆炸时的蘑菇页
第12页/共20页
第17页/共20页
2、 热核反应的优点: (1)热核反应释放的能量比裂变大得多。 (2)反应后的废物较易处理。 (3)原料易得。
第18页/共20页
例1、已知氘核质量为2.0136u,中子质量为1.0087u
为了获取高热,常常使用重核裂变作为“引子”。所以,原子弹可以作为氢弹的 “雷管”。
第15页/共20页
氢弹
世界第一颗氢弹——麦克 我国第一颗氢弹爆炸生成的蘑菇云
“麦克”爆炸 成功
第16页/共20页
四、热核反应
1.学生阅读解决—— (1)什么是热核反应 (2)太阳的能源来自热核反应 (3)什么是可控热核反应 (4)氘核,氚核的来源
第19页/共20页
谢谢您的观看!
第20页/共20页
三、轻核聚变
某些轻核结合成质量较大的核的核反应过 程,同时放出大量的核能。
例:
3 1
H
12
H
42
He
10
n 17.6MeV
1、轻核聚变的条件:
几百万度高温
核子要距 离十分近
加热 高温
热核反应
第13页/共20页
计算表明,这个核反应释放的能量是17.6MeV 。这个量值虽然比一个铀核裂变产生 的能量(201MeV)少,但平均每个核子产生的能量
第9页/共20页
(3)重核裂变的应用
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,用于 吸收中子,控制
核反应的快慢。
原子弹:
不可控的核反应
第10页/共20页
原子弹爆炸时的蘑菇页
第12页/共20页
第17页/共20页
2、 热核反应的优点: (1)热核反应释放的能量比裂变大得多。 (2)反应后的废物较易处理。 (3)原料易得。
第18页/共20页
例1、已知氘核质量为2.0136u,中子质量为1.0087u
核裂变ppt课件

ΔE = Δmc2 = 0.01884 ×931.5MeV
= 17.59MeV
20
计算表明,这个核反应释放的能量是 17.6MeV 。这个量值虽然比一个铀核裂变产生的 能量(201MeV)少,但平均每个核子产生的能量
17.6 = 3.52MeV 2+3
是铀裂变(
201 235 + 1
=
0.852MeV)的约4倍。
2.实现核聚变的难点:地球上没有任何容器能够 经受如此高的温度。为了解决这个难题,科学家 设想了两种方案:1.磁约束 2.惯性约束
磁约束
带电粒子运动时在均匀磁场中会洛伦兹力的 作用而不飞散,因此有可能利用磁场来约束参 加反应的物质。
7
使裂变物资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。
8
(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。
素的 元 种 35
200 多种 同 位素
爆 炸
发生链式反应
9
1kg铀全部裂变,它放出的能量超过2000t 优质煤完全燃烧时释放的能量.
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。
16
17
核子平 均质量
D E
合成
F
O
Fe
原子序数
18
一、核聚变
1 、 轻核的聚变
某些轻核能够结合在一起,生成一 个较大的原子核,同时放出大量的核能。 这种核反应叫做聚变。
人教版选修3-5
第十九章 原子核
第六节 核裂变
1
核反应
核裂变与核聚变(共17张PPT)

复习: 1、完成下列的核反应方程式:
U 235
92
10
n
138 56
Ba
95 36
Kr
(
310 n
)
2 1
H
12
H
10
n(
3 2
He
)
226 88
Ra
222 86
Rn (
4 2
He
)
2、核反应遵循的基本规律: 质量数和电荷数都守恒
3、核反应的能量来源分析:
爱因斯坦的相对论指出,物体的能量荷质量 之间存在着密切的联系.
17.6 = 3.52MeV却是铀裂变(
23
201 235 1 = 0.852MeV)的约4倍。
1、轻核聚变的条件:
核子要距 离十分近
加热 高温
几百万度 高温
热核反应
条件、应用
➢使轻核发生聚变,必须使它们的距离十分接近,达 到10-15m的距离。 ➢为了克服巨大的库仑力,需要使原子核有极大的动 能。 ➢一般的办法是把它们加热到很高的温度。通常需要 几百万度以上的高温。
4、质能方程: ΔE=Δmc2
一.利用核能的途径
要质量有亏损,是利用核能的先决条件。 核反应前物质的核子数和反应后的核子数相等。
要实现“反应后的质量<反应前的质量”,如果 我们引进“核子平均质量”,则核反应前核子平均 质量比反应后的核子平均质量较大。
1938年,德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼发现用
原子弹: 不可控的核反应
原子弹爆炸时的蘑菇云 “小男孩”(前)和“胖子”
三、轻核聚变
某些轻核结合成质量较大的核的核反应过 程,同时放出大量的核能。
例:
3 1
H
U 235
92
10
n
138 56
Ba
95 36
Kr
(
310 n
)
2 1
H
12
H
10
n(
3 2
He
)
226 88
Ra
222 86
Rn (
4 2
He
)
2、核反应遵循的基本规律: 质量数和电荷数都守恒
3、核反应的能量来源分析:
爱因斯坦的相对论指出,物体的能量荷质量 之间存在着密切的联系.
17.6 = 3.52MeV却是铀裂变(
23
201 235 1 = 0.852MeV)的约4倍。
1、轻核聚变的条件:
核子要距 离十分近
加热 高温
几百万度 高温
热核反应
条件、应用
➢使轻核发生聚变,必须使它们的距离十分接近,达 到10-15m的距离。 ➢为了克服巨大的库仑力,需要使原子核有极大的动 能。 ➢一般的办法是把它们加热到很高的温度。通常需要 几百万度以上的高温。
4、质能方程: ΔE=Δmc2
一.利用核能的途径
要质量有亏损,是利用核能的先决条件。 核反应前物质的核子数和反应后的核子数相等。
要实现“反应后的质量<反应前的质量”,如果 我们引进“核子平均质量”,则核反应前核子平均 质量比反应后的核子平均质量较大。
1938年,德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼发现用
原子弹: 不可控的核反应
原子弹爆炸时的蘑菇云 “小男孩”(前)和“胖子”
三、轻核聚变
某些轻核结合成质量较大的核的核反应过 程,同时放出大量的核能。
例:
3 1
H
核裂变ppt课件

核能发电的优势与挑战
核能发电具有稳定供电、减少温室气体排放等优势,但也存在核安 全、核废料处理等挑战,需要不断加强技术研发和管理。
核武器
核武器的制造与原理
01
核武器利用核裂变产生巨大的能量和破坏力,其制造需要高度
保密和严格控制,以避免被用于战争或恐怖活动。
核武器的影响与后果
02
核武器的使用将造成毁灭性的破坏和人员伤亡,对人类社会和
核裂变的研究和应用对现代社会产生 了深远的影响,包括核能发电、医疗 、军事等领域。
这一发现导致了第二次世界大战期间 原子弹的发明和核能的开发利用。
02
核裂变的过程
核裂变的启动
中子轰击
需要一个中子来启动核裂变过程 。中子撞击重原子核,如铀-235 ,引发裂变。
原子分裂
当一个中子撞击铀-235原子核时 ,它会分裂成两个较轻的原子核 ,同时释放出能量和更多的中子 。
3
核医学与放射性治疗的注意事项
在应用核医学和放射性治疗时,需要严格控制剂 量和安全性,避免对正常组织和器官造成损伤。
04
核裂变的挑战与安全问题
核废料的处理与储存
核废料处理
核裂变过程中产生的废料含有放射性物质,需要妥善处理和储存,以避免对环 境和人类健康造成危害。
长期储存
核废料需要长期储存,管理成本高且存在潜在的安全风险,如储存设施的安全 和维护问题。
核裂变的原理
当一个重原子核受到中子的轰 击时,它会吸收中子并变成一 个更重的原子核。
这个更重的原子核不稳定,它 会分裂成两个或多个较轻的原 子核,同时释放出能量和中子 。
这个过程是链式反应的基础, 可以释放出大量的能量,用于 核能发电和核武器制造等。
核裂变的发现与历史
核能发电具有稳定供电、减少温室气体排放等优势,但也存在核安 全、核废料处理等挑战,需要不断加强技术研发和管理。
核武器
核武器的制造与原理
01
核武器利用核裂变产生巨大的能量和破坏力,其制造需要高度
保密和严格控制,以避免被用于战争或恐怖活动。
核武器的影响与后果
02
核武器的使用将造成毁灭性的破坏和人员伤亡,对人类社会和
核裂变的研究和应用对现代社会产生 了深远的影响,包括核能发电、医疗 、军事等领域。
这一发现导致了第二次世界大战期间 原子弹的发明和核能的开发利用。
02
核裂变的过程
核裂变的启动
中子轰击
需要一个中子来启动核裂变过程 。中子撞击重原子核,如铀-235 ,引发裂变。
原子分裂
当一个中子撞击铀-235原子核时 ,它会分裂成两个较轻的原子核 ,同时释放出能量和更多的中子 。
3
核医学与放射性治疗的注意事项
在应用核医学和放射性治疗时,需要严格控制剂 量和安全性,避免对正常组织和器官造成损伤。
04
核裂变的挑战与安全问题
核废料的处理与储存
核废料处理
核裂变过程中产生的废料含有放射性物质,需要妥善处理和储存,以避免对环 境和人类健康造成危害。
长期储存
核废料需要长期储存,管理成本高且存在潜在的安全风险,如储存设施的安全 和维护问题。
核裂变的原理
当一个重原子核受到中子的轰 击时,它会吸收中子并变成一 个更重的原子核。
这个更重的原子核不稳定,它 会分裂成两个或多个较轻的原 子核,同时释放出能量和中子 。
这个过程是链式反应的基础, 可以释放出大量的能量,用于 核能发电和核武器制造等。
核裂变的发现与历史
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原子弹
在山田须磨子(一位当年的爆炸目击者)的一幅画: 在遥远的广岛上空,原子弹爆炸后发出彩虹一般绚丽的 光芒。
广岛原子弹爆炸震撼视频片段
广岛红十字医院里,一个严重烧伤 的学生仰面躺在一张草席上。他的五官 几乎全被原子弹爆炸产生的热浪抹掉了。 四天后他死了。
原子弹在距地面580米的空中爆 炸,在巨大冲击波的作用下,广岛市 的建筑全部倒塌,全市24.5万人口中 有7.815万人当日死亡,死伤总人数 达20余万,城市化为一片废墟。这是 人类历史上首次将核武器用于实战, 广岛成为第一座遭受原子弹轰炸的城 市。
核子平均质量
D
E
F
A
CB
O
Fe
Z
核子的平均质量与原子序数之间的关系
一、核裂变
物理学中把重核分裂成质量较小的核,释放核 能的反应叫做核裂变.把轻核结合成质量较大的核, 释放出核能的反映叫做核聚变.
〓
聚变
〓
裂变
铀核的裂变
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。铀核裂变的产物是多种多样的,一种典型 的反映是裂变为钡和氪,同时放出三个中子,其 核反应方程是:
链式反应
用中子轰击铀核时,铀核发生了裂变,释放出的 中子又引起了其他铀核的裂变,也就是链式反应.
由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一 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.
原子弹
原子弹
原子弹(Atomic bomb)是核武器之一,是利用核反应的光热辐射、冲击波 和感生放射性造成杀伤和破坏作用,以及造成大面积放射性污染,阻止对方军事 行动以达到战略目的的大杀伤力武器。主要包括裂变武器(第一代核武,通常称 为原子弹)和聚变武器(亦称为氢弹,分为两级及三级式)。亦有些还在武器内 部放入具有感生放射的轻元素,以增大辐射强度扩大污染,或加强中子放射以杀 伤人员(如中子弹)。
235 92
U
+
1 0
n
→15
4 6
4
B
a
+
8 3
9 6
K
r
+3
1 0
n
核裂变中释放出巨大的能量,在上述裂变中,裂 变后的总质量小于裂变前的总质量,质量亏损:
ห้องสมุดไป่ตู้
Δ m0.35781027kg
释放出的能量为
Δ EΔ m c22 0 1 M eV
1kg铀全部裂变,它放出的能量超过 2000t优质煤完全燃烧时释放的能量.
长 的 时 间 隧 道,袅
第5节核裂变(22张ppt)
核反应
在核物理学中, 原子核在其他粒子 的轰击下产生新原 子核的过程,称为 核反应.
原 子 核
电子
研究表明:原子核的质量虽然随着原子序数的 增大而增大,但是二者之间并不成正比关系,其核 子的平均质量与原子序数有如图的关系:
核子的平均质量是: 原子核的质量 核子数
倒塌的钢架结构建筑物
1964年10月16日,中国自行研制的第一颗原子弹爆炸成功。根据解密的资料, 为了这颗原子弹的爆炸,中国一共花费了28亿人民币。 1967年6月17日,中国又 成功地进行了首次氢弹试验,打破了超级大国的核垄断、核讹诈政策,为中华人 民共和国作出了巨大贡献。
原子弹
“小玩意儿”钚装药重6.1千克,TNT当量2.2万吨, 试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压, 致使一座30米高的铁塔被熔化为气体,并在地面上 形成一个巨大的弹坑.
进 入 夏 天 ,少 不了一 个热字 当头, 电扇空 调陆续 登场, 每逢此 时,总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ,是记 忆中的 农村, 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 , 每 逢 进 入夏天 ,集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ,不论 男女老 少,个 个手持 一 把 , 忽 闪 忽闪个 不停, 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ,于是 三五成 群,聚 在大树 下 , 或 站 着 ,或随 即坐在 石头上 ,手持 那把扇 子,边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ,热得 满头大 汗,不 时听到 “强子 ,别跑 了,快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ,跑个 没完, 直到累 气喘吁 吁,这 才一跑 一踮地 围过了 ,这时 母 亲总是 ,好似 生气的 样子, 边扇边 训,“ 你看热 的,跑 什么? ”此时 这把蒲 扇, 是 那 么 凉 快 ,那么 的温馨 幸福, 有母亲 的味道 ! 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品,在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树, 制作简 单,方 便携带 ,且蒲 扇的表 面 光 滑 , 因 而,古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ,实即 今 日 的 蒲 扇 ,江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ,人们 最常用 的就是 这种, 似圆非 圆 , 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今, 我的记 忆中, 它跨越 了半个 世纪, 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ,携带 着特有 的念想 ,一年 年,一 天天, 流向长
在半径为400米的范围内,沙石被熔化成了黄绿色 的玻璃状物质,半径为1600米的范围内,所有的动 物全部死亡.
“原子弹之父” 奥本海默在核爆观测站里感到十 分震惊,他想起了印度一首古诗:“漫天奇光异 彩,有如圣灵逞威,只有一千个太阳,才能与其 争辉.我是死神,我是世界的毁灭者.”
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% .
核武器是指利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量,产生爆炸作用, 并具 有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。其中主要利用铀235(厬U)或钚239 (厱Pu)等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器,通常称为原子弹;主 要利用重氢(dao H,氘)或超重氢(chuan H,氚)等轻原子核的热核反应原理 制成的热核武器或聚变武器,通常称为氢弹。