第三节和平利用核能1
核能的和平利用
深地质处理
问题
如何将核废料送入太空 ？ 钚、铯以及锶本身就是有限资源 ，是裂变反应的燃料。 埋入地下约5公里处，如何操作？如何回收？ 海床下储存需要在水下钻孔 ，存在泄露可能性。 在海洋处理核废料的做法也有违国际惯例。采取这种处理方式需要修改国 际协议 冰原会发生移动，导致放射性物质会像冰山一样在海洋中漂浮。
湖州师范学院-伍涛
足球场看台下的第一座核反应堆
The Chicago Pile-1
1942年12月2日下午，美国 费米实验室在芝加哥大学的 足球场西看台下的网球场， 世界上第一座原子核反应堆 “芝加哥”第一号（CP-1） 开始运行,揭开了人类利用 原子能的序幕。
“人类于此首次完成自 持链式反应的实验并因 而肇始了可控的核能 释放。” “反应堆之父”
1905年，爱因斯坦提出质量和能量转化公式
湖州师范学院-伍涛
射线类型
种类 α
β
符号 电荷 质 量 （e) ( u ) 4He +2 4.00279
e± ±1 5.486×10-4
β
α
质 子
p
0
+1
0
1.007276
中 子
n
0
1.008665
湖州师范学院-伍涛
α,β,γ射线穿透物质能力
密 封 源
危险废 物
具有腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、反应性、 传染性、放射性等一种及一种以上危害特性 的废物。
湖州师范学院-伍涛
核电 站放 射性 废物 处理 系统
湖州师范学院-伍涛
放射性废物处置
高放及α废物
地质处置
中低放废物
近地表处置
极低放废物
掩埋
核能ppt课件
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我国第一颗原子弹爆 炸时的情景
我国第一颗氢弹爆炸 时的情景
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一、核能
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原子核 （正）
质子 （正）
中子 （不带电）
核外电子 （负）
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核能： 当原子核发生聚变或者是裂变时会出现质量减 少，根据爱因斯坦的质能方程E=mc2，减少的质 量会转化为能量，因此发生聚变和裂变时释放 出巨大的能量。
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二、裂变
裂变：用高速运动的中子轰击铀核，铀核分裂为多个核， 典型的反应是分为钡和氪，并放出3个中子。
1946-1948年我国物理学 家钱三强夫妇从实验中 观察到铀核的3分裂和4 分裂现象。
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2.链式反应
铀核裂变的时候要放出一些中子，这些中子又可引 起其它的铀235核裂变，就可使裂变反应不断进行下去， 这种反应叫做链式反应。
电能
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核电站：利用核能发电
核反应堆：控制链式反应的速度,能够缓慢、 平稳地释放核能的装置，是核电站的核心
能量转化：核能→内能→机械能→电能
特点：消耗燃料少、废渣少、成本低,特别适 合缺少煤、石油和水力资源的地方
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核反应堆核裂变产生的大量的 核能使水汽化变成水蒸气，水 蒸气带动汽轮机工作，汽轮机 推动发电机发电，实现了核能 向电能的转化。
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放射线
α射线：带两个单位正电荷（氦核） β射线：带一个单位负电荷（电子） γ射线：不带电（中子）
015第九章核能的和平利用
第九章核能的和平利用20世纪是人类文明迅猛发展的重要阶段，但这种发展主要依赖无节制地开发利用煤、石油、天然气等化石燃料的自然资源。
而这些有限的、不能再生的自然资源无法长期满足日益增长的世界能源需求。
据美国石油业协会估计，地球上尚未开采的原油储藏量已不足2万亿桶，可供人类开采的时间不超过100年，石油和天然气将在21世纪末趋于枯竭。
尽管煤炭资源相对比较丰富，据世界能源大会提供的资料，世界煤炭的探明可采储量约为9.842×1011t，但也只可供人类开采200余年。
到2500年左右化石资源将消耗殆尽。
在人们将这些化石资源转换成能源并加以利用的同时，也给地球上的生态环境造成了严重破坏，使人类生存空间受到了极大的威胁。
如人类大量消耗的有机矿物，每年向大气排放的二氧化碳多达2.10×1010t，并随着工业的快速发展呈明显上升趋势，而且还伴随有其它有毒物质SO2、NO x产生，给人类的生存环境带来了巨大的灾难。
随着世界经济的迅速发展，能源生产与消费之间、能源与环境之间的矛盾越来越大，有限的能源储量已无法满足人类日益增涨的需求，能源形势越来越严峻。
为了应对能源供应紧张和能源消耗过程中带来的生态环境恶化等情况，应充分利用现有传统能源、研究节能新技术、积极开发新能源，开展能源与环境的关系研究。
新能源是相对于传统能源而言的，通常是指核能（裂变能和聚变能）、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、海水温差发电等。
此外，对于能提高能源利用效率和改变其使用方式的技术如磁流体发电、煤的汽化和液化等，则是新的能量转换技术，也属于新的能源技术范畴。
当今，石油价格的上涨和科技的进步，促进了新能源的开发和利用。
尽管风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、海水温差发电等绿色能源越来越引起科学家们的重视，但是，上述这些能源由于受地理位置、气候条件等诸众多因素限制，很难在短期内实现大规模的工业生产和应用。
目前，只有核能才是一种可以大规模使用且安全经济的能源。
初中九年级物理 核能
核能（1）——原子核的组成(一)教学目的1.常识性了解射线的应用，强射线对人体的危害及防护。
2.常识性了解原子核的组成。
3.进行物理学研究方法的启蒙教育。
(二)教具录像机，监视器，原子弹和氢弹爆炸的录像剪辑。
(若没有上述器材可用原子弹、氢弹爆炸的挂图代替)(三)教学过程1.引入新课教师：为了打破核垄断，抵制核讹诈，我国科技工作者自力更生、发奋图强，从1961年起自己进行核武器的研制，在党中央的亲切关怀下，全国一盘棋，用了短短4年时间就完成了研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一颗原子弹。
播放录像：我国第一颗原子弹爆炸的实况。
教师：这是我国第一颗原子弹试爆的实况，其威力超过了第二次世界大战期间美国在日本广岛上空爆炸的原子弹。
紧接着于1967年6月17日又成功地爆炸了第一颗氢弹，完成了其他国家要十几年或几十年才能做完的工作。
播放录像：我国第一颗氢弹试爆实况。
这是我国试爆第一颗氢弹的情况，与原子弹相比，氢弹所用的燃料更少，而威力则比原子弹大很多。
(若没有录像设备，就出示挂图，指着原子弹爆炸后形成的蘑菇云问学生：你们知道这是什么吗？然后教师再介绍上述情况)原子弹和氢弹为什么会具有这么大的威力呢？因为它们都利用了核能。
我们知道化学能是在原子发生变化时放出的能量，而核能是在原子核发生变化时放出的能量。
为了了解核能，先要知道原子核的组成情况。
2.进行新课板书课题：〈第二节原子核的组成〉(1)电子的发现和放射性现象的发现教师：我们已经学过，物质是由分子、原子构成的，原子已经是很小很小的微粒了，其直径只有10-10米，所以在十九世纪以前，人们一直认为原子是不可再分的中性粒子。
1897年英国物理学家汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，而电子比原子小得多，因而人们才认识到原子内部还有结构。
板书：〈电子的发现把人们带入了原子内部的世界〉在同一时期人们还发现了天然放射现象，对放射性现象的进一步研究，人们认识到原子核内部还有结构，原子核由比它更小的粒子组成。
核能PPT课件(人教版)
辐射防护与核安全
1 9 8 6 年4 月2 6 日1 时2 3 分4 4 秒，乌克兰 切尔诺贝利核电站4 号机组核反应堆产生爆炸， 顿时引起一片火海。反应堆内的放射性物质大量 泄漏，乌克兰一半以上的土地遭到了不同程度的 核污染，1 3 万居民被迫迁移他乡，3 0 0 多万人 受到核辐射侵害。成为人类和平利用核能历史上 最惨痛的悲剧。
的持续照射；二是中高剂量率、大剂量水平下的短时 间照射。
对于该种照射的防护可采用距离防护、时间防护 和屏蔽防护三种方法。
——内照射防护 放射性物质进入人体内部会引起内照射，进入人
体的放射性元素会在体内转移、沉积和排出。 其防护方法主要是湿式操作和进行封闭。
辐射防护与核安全
◆核安全
我们应该认识到这样的事实： 核反应堆不是原子弹，它不会爆炸； 由于核能与放射性密不可分，因此它一出现
B：核聚变的应用
几十年来受控核聚变研究受到国际广泛重视， 投入大量人力和资金开展各种实验研究，其目的是要 实现核聚变能的和平利用，建立核聚变堆及聚变能电 站。
当前开展核聚变研究的最重大的国际合作项目， 就是建造国际热核实验堆（ITER）。
1987年春，IAEA总干事邀请了欧共体、日、 美、苏的代表在维也纳开会，讨论加强聚变国际合作 问题。它们达成了共同协议，联合进行ITER概念设计 和辅助研究开发活动。
概述：
核能主要是指裂变能和聚变能。前者是铀、 钚等重元素的核分裂时释放出来的能量; 后者是氘、氚等轻元素的核聚合时释放出来 的能量。
核能应用的反应原理
1．裂变能 裂变能来自某些重核的裂变。例
如铀－235核的分裂方式有许多种，下面的 式子表示的只是其中之一种：
U 235
92
01n15461Ba
和平利用原子能演讲
和平利用原子能演讲1.引言1.1 概述概述部分的内容可以着重介绍原子能的基本概念以及其在当代社会中的重要性和广泛应用。
可以简要阐述原子能是指通过核反应释放和利用核能的能源形式，是一种具有巨大潜力的能源资源。
原子能技术广泛应用于能源生产、医学诊断与治疗、农业改良和科学研究等领域，对促进社会经济发展、人类福祉和环境保护有着积极的影响。
同时，可以提到本文将会以和平利用原子能为主题，探讨其意义、价值和国际合作等方面的问题。
对于和平利用原子能，我们将着重突出其对国际社会和平稳定的重要贡献，以及国际间合作与发展的必要性和潜力。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行阐述和平利用原子能的重要性和潜力：1) 第一部分：原子能的潜力与应用1.1 原子能的概念与发展历程1.2 原子能在能源领域的应用2) 第二部分：和平利用原子能的重要性2.1 和平利用原子能的意义与价值2.2 和平利用原子能的国际合作与发展3) 第三部分：结论3.1 总结与回顾3.2 对和平利用原子能的展望在第一部分，我们将介绍原子能的概念和发展历程，其中包括原子能的定义、起源以及它是如何逐渐成为一种被广泛应用的能源形式的。
接着，我们将详细探讨原子能在能源领域的应用。
这一部分将涵盖使用原子能产生电力的技术、核聚变和核裂变的原理，以及原子能在其他领域如医学、农业和环境保护方面的应用。
在第二部分，我们将深入讨论和平利用原子能的重要性。
首先，我们将探究和平利用原子能的意义和价值，包括它在推动经济发展、满足能源需求以及环境保护方面的作用。
其次，我们将关注和平利用原子能的国际合作与发展，包括国际间的合作项目和协议，以及如何共同应对核安全和核裁军等全球挑战。
最后，我们将在结论部分对全文进行总结与回顾。
我们将再次强调和平利用原子能的重要性，并展望未来的发展。
在展望中，我们将提出一些可能的发展方向和策略，以促进和平利用原子能的进一步推进和应用。
通过以上的文章结构，本文将全面而系统地探讨和平利用原子能的重要性和潜力，希望能够为读者提供深入了解这一话题的内容，并推动人们对和平利用原子能的认识。
和平利用核能协定 英文版
和平利用核能协定英文版（原创版）目录1.和平利用核能协定的背景和意义2.和平利用核能协定的主要内容3.和平利用核能协定在我国的实施情况4.和平利用核能协定对世界核能发展的影响正文【和平利用核能协定的背景和意义】和平利用核能协定，全称为《关于和平利用核能的国际合作协定》，是国际原子能机构（IAEA）于 1968 年发起的一项国际合作协定，旨在促进核能技术的和平利用，防止核能技术被用于军事目的。
该协定为国际核能合作提供了一个重要的法律框架，对世界核能发展产生了深远影响。
【和平利用核能协定的主要内容】和平利用核能协定主要包括以下几个方面的内容：1.促进核能技术的和平利用：协定鼓励成员国在核能领域开展合作，共享核能技术，以促进经济发展和环境保护。
2.防止核扩散：协定要求成员国承诺不将核能技术用于军事目的，并对核材料和核设施实施严格的监管，防止核扩散。
3.核安全合作：协定强调核安全在国际核能合作中的重要地位，要求成员国加强核安全合作，防止核事故和核恐怖主义。
4.信息交流和人员培训：协定鼓励成员国在核能领域进行信息交流和人员培训，提高核能技术的水平和安全水平。
【和平利用核能协定在我国的实施情况】我国于 1984 年加入和平利用核能协定，一直秉持合作、共赢的原则，积极参与国际核能合作。
在过去的几十年里，我国在核能领域的研究和应用取得了举世瞩目的成就，不仅在核能发电、核燃料循环等方面取得了突破，而且在核安全、核应急等方面积累了丰富的经验。
同时，我国还与其他成员国分享核能技术，为世界核能发展做出了积极贡献。
【和平利用核能协定对世界核能发展的影响】和平利用核能协定对世界核能发展产生了深远影响，主要表现在以下几个方面：1.促进了核能技术的传播和应用：协定鼓励成员国在核能领域开展合作，使得核能技术得以在全球范围内传播和应用，为世界经济发展和能源安全提供了有力支持。
2.遏制了核扩散：协定对核材料和核设施实施严格的监管，有效地遏制了核扩散，维护了国际和平与安全。
核能的和平利用及其两面性
核能的和平利用及其两面性资料整理：孙留辉（城建学院机械11-04）摘要：随着世界现代化进程的发展，能源问题已经成为制约各国发展的主要问题，核能的发现及其利用对于解决能源问题起着至关重要地位。
如何高效率的使用核能，避免核泄漏给环境及其人类带来的危害已成为各国科学家研究的主要方向。
关键词: 核能；和平利用；利与弊；核能（或称原子能）是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc²，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。
核能通过三种核反应之一释放：核裂变，打开原子核的结合力。
核聚变，原子的粒子熔合在一起。
核衰变，自然的慢得多的裂变形式。
根据这一反应机理，通过现代技。
可以和平的利用核能进行发电，满足其用电需求。
一·核能的和平利用运用核能进行发电是有效利用核能的最好实例。
（一）核电的产生及发展1951年美国首次在爱达荷国家反应堆试验中心进行了核反应堆发电的尝试，发出了100千瓦的核能电力，为人类和平利用核能迈出了第一步．此后不久，1954年6月，原苏联在莫斯科近郊粤布宁斯克建成了世界上第一座向工业电网送电的核电站，但功率只有5000kW．1961年7月，美国建成了第一座商用核电站——杨基核电站．该核电站功率近300MW，发电成本降至9.2美厘／度，显示出核电站强大生命力．今天，一些经济发达的国家．由于经济的高速发展与能源洪应的矛盾日趋突出，同时，传统的能源工业造成的环境污染及温室效应严重威胁人类生存环境，因此，不仅缺乏常规能源的国家如法国、日本、意大利等发展核电站，而且常规能源煤、石油、水电等非常丰富的国家如美国、加拿大等也在大力发展核电站．截止1995年全世界运转的核电站总数达438座．其中美国运转的核电站总数达109座，核发电量创下6730亿千瓦小时的最高记录，在美国电力生产中核电比例达22．5%．法国核发电量比前年增长4.9%，达3580亿千瓦小时，运行中的56座核电站发电量占全国总发电量76%，而且去年出口核电达700亿千瓦小时．核电已成为法国第六大出口产品．日本，由于其常规能源资源短缺，对核电的开发大为重视，目前运转中的51座核电站，供应全国28%的电力总需求，而且日本有关部门计划到2000年将核电量提高33%．(二)核反应堆与核电站能维持可控自持核裂变链式反应的装置称为核反应堆．原子能工业是在第二次世界大战期间发展起来的．当时全力制造核武器以满足军事需要．50年代以来，原子能用于和平事业有了飞速发展，所以核反应堆类型和数量增多．按照核反应堆的用途分类，大体可分为下列几类：(1)生产堆．主要用于生产易裂变材料和其他材料，或用于工业规模的辐照，称为生产堆．50年代建成的第一批石墨水冷堆和天然重水堆，都是生产军用239Pu，也就是使天然铀中大量的238U在堆内吸收中子转化成239Pu．239Pu 是一种易裂变物质，可用作核武器原料，此外，还可把Li放在堆内受中子辐照而产生氚（H），氚是氢弹的重要原料．(2)试验堆．主要是为取得设计或研制一座反应堆或一种堆型所需的堆物理或堆工程数据而运行的反应堆．例如用于核物理、放射化学、生物、医学研究和放射性同位素生产等，也可以用于反应堆元件、结构材料考验以及各种新型反应堆自身的静、动态特性研究等等．(3)用于生产动力（发电、推进、供热）的反应堆称为动力堆，如核电站、核供热、核潜艇等所用的反应堆就是这种类型．目前常用的动力堆型分为四大类：a．石墨气冷堆——包括最早的镁诺克斯堆，改进型气冷堆及高温气冷堆．该反应堆是以石墨为慢化剂，气体作冷却剂的堆型．镁诺克斯（Magnox）堆以天然铀为燃料，燃料包壳是镁诺克斯镁合金，用二氧化碳冷却．镁诺克斯进一步发展为高温气冷堆（HTGR）．它以氦为冷却剂避免了CO2对石墨的腐蚀作用，取消了用金属材料制成的燃料包壳，其燃料是碳化钠及碳化针混合物的颗粒（100—400μm），燃料颗粒弥散在石墨中，制成燃料元件，装入石墨砌块的燃料孔道中．由于以上措施，大大提高了中子的经济利用及运行温度，致使高温气冷堆热效率提高40%以上．此外高温气冷堆燃料中的钍是增殖原料，它可使反应堆获得较高的转换比目前我国清华大学核研院对高温气冷堆的研究取得了一系列重大成果．b．轻水堆轻水堆有两种类型，一是沸水堆，一是压水堆．两者均用轻水作慢化剂兼冷却剂；用低富集度二氧化铀制成芯块，装入锆合金包壳中作燃料，沸水堆不需另设蒸汽发生器、但由于蒸汽带有一定的放射性，对汽轮机的厂房要屏蔽，同时对检修增加了困难．据统计，当今核电站的80%为压水堆．我国秦山一期和大亚湾核电站均属此类．“九五”期间秦山二期工程、广东核电站以及辽宁核电站也将采用压水堆．c．重水堆重水堆是以天然铀作燃料，以重水堆作慢化剂的堆型．它是加拿大重点发展的堆型，以坎都（CANQL）型为代表．由于它用数百根压力管代替整体的压力容器，压力管可以成批生产，易于保证质量，在扩大堆容量时只须多加压力管数，有利于标准化．压力管内，可以实现不停堆装卸料．这样可控制各燃料棒束达到均匀的燃耗深度，有利于充分利用燃料，减少停堆时间，提高反应堆的有效利用率．而且重水堆采用天然铀为燃料，无需设立浓缩铀工厂，对分离能力不足的国家，发展此种堆型特别有利．我国“九五”期间，秦山核电三期工程将引进加拿大的重水堆．重水堆所用重水价格昂贵，防止泄漏及回收泄漏出的重水是一个特别棘手的问题．d．钢冷快堆钠冷快堆就是钠冷却快中子堆在核能发电问题上，必须考虑增殖问题，否则对核燃料资源的利用是极为不利的．增殖堆的采用，可以将核燃料资源矿大数百倍快堆是利用中子实现核裂变及增殖．而前述石墨气冷堆，轻水堆和重水堆，都是热中子堆．对每次裂变而言，快堆的中子产额高于热中子堆，且所有结构材料对快中子的吸收截面小于热中子的吸收截面这就是实现增殖的原因．钠冷快堆用金属钠作冷却剂．钠在98℃时熔化；883℃时沸腾，具有高于大多数金属的比热和良好的导热性能，而且价格较低，适合用作反应堆的冷却剂．国际快堆的发展已有较长的历史，据报道，1995年8目29日，日本文殊28万千瓦快堆以5%的额定功率——l.4万千瓦并入电网．我国开发快堆技术始于60年代中后期，已取得丰硕成果．1987年底已将快堆纳入“863”高技术研究计划，计划2015年建成并推广单推功率100—150兆瓦的模块式快堆电站到2025年建成和推广增殖性能的1000—1500兆瓦的大型快堆．不同类型的核反应堆，相应的核电站的系统和设备有较大的差异．以压水堆为例，核电站是由核反应堆、一回路系统、二回路系统及其他辅助系统组成．核反应堆是核电站动力装置的重要设备，同时，由于反应堆内进行的是裂变反应．因此它又是放射性的发源地．一回路系统由反应堆、主循环泵、稳压器、蒸汽发生器和相应的管道、阀门及其他辅助设备所组成，它形成一个密闭的循环回路，将核裂变所释放的热量以水蒸汽形式带出．二回路系统是将蒸汽的热能转化为电能的装置，并在停机或事故情况下，保证核蒸汽系统的冷却．辅助系统的主要作用是保证反应堆和回路系统能正常运行，为一些重大事故提供必要的安全保护及防止放射性物质扩散的措施．我国的原子能科学技术，虽然起步晚，但经过30多年的努力，已具有雄厚的基础．60年代以来，我国成功地爆炸了原子弹、氢弹和研制成核潜艇．至今，原子能开发利用技术已达到一定的水平，它为核电的建设打下了良好的基础1991年12月15日，我国自行设计的秦山核电站一期工程30万千瓦压水堆机组并网发电成功．1993年底，广东大亚湾核电站已经成功运行．1995年，秦山核电站发电22亿千瓦时，大亚湾核电站已超额完成了100亿千瓦时的发电任务，这样，我国在1995年核发电已达到122千亿瓦时。
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第三节和平利用核能1
一、教学目标
【情感态度与价值观】
感悟科学家身上开发和利用核能的探索精神。
【过程与方法】
在学习的过程中，提高自主学习能力。
【知识与技能】
（1）知道核反应堆、核燃料堆、控制棒和核电站。
（2）知道柴薪时代、化石燃料时代。
（3）知道化石燃料、不可再生能源和可再生能源。
（4）知道我国的化石燃料。
二、教学重点：核电站工作原理
三、教学难点：核电站工作原理
四、教学方法：视频与讲解相结合
五、课时安排：1课时
六、教学流程
注1：提问
在上节课中，我们看到了原子弹和氢弹爆炸给我们人类造成的巨大危害，那么如何来和平利用核能呢？
注2：核电站工作原理
让学生观看视频“秦山核电站”的工作原理，了解核电站中的工作流程。
同时为了加深学生对于核反应堆的了解，让学生在多媒体课件中进一步了解核反应堆、核燃料堆、控制棒等部件的工作原理。
注3：燃料时代
人类发明用火技术后，好几十万年中使用的燃料主要是植物，砍柴和收集干草成为人们日常生活不可缺少的一部分。
科学家将这一漫长时期称为柴薪时代。
煤炭、石油和天然气都是地球早期生物遗骸经过长期地质演变的产物，所以科学家将它们统称为化石燃料。
我们将这一个新的时代称为能源历史上的化石燃料时代。
注4：不可再生能源和可再生能源
化石燃料的形成需要经过漫长的时间，用掉了，短时间内不可能再生。
所以我们把化石燃料称为不可再生能源。
可再生的、污染少的新能源。
例如太阳能、风能、氢能……它们都属于可再生资源。
注5：我国化石燃料简介
通过让学生观看我国三大化石燃料的地图，了解我国的主要化石燃料的分布。
在三大化石燃料中，我国的煤炭储量最可观，储量达到1145亿吨，在世界各国中名列前茅。
我国煤炭资源分布很广，全国各地都有可开采的煤矿，山西、陕西、甘肃和内蒙古是我国大煤田集中的省份。
我国的重要油田有黑龙江省的大庆油田、辽宁省的辽河油田、山东省的胜利油田、甘肃的玉门油田、河北的大港油田和任丘油田、新疆的克拉玛依油田、吐鲁番——哈密油田和塔里木油田等。