核能利用、放射性同位素考古(編輯修改稿)
2025-06-08 12:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 量子數(shù)。也可將這六種夸克分為三“代” (也稱“族” )：第一代 (d， u)、第二代 (s， c)和第三代 (b， t)。 不同代的夸克除了質(zhì)量明顯不同之外，其他性質(zhì)都相同，即后一代可看成是前面的翻版。 26/66 核能利用、放射性同位素考古 核子的內(nèi)部結(jié)構(gòu) —— “ 夸克 ” 27/66 核能利用、放射性同位素考古 二、 核能及其應用 原子核的結(jié)合能就是自由核子結(jié)合成原子核時所釋放出的能量。 兩個途徑可以獲得核能： 重核裂變 ：即一個重核可裂變?yōu)閮蓚€中等質(zhì)量的核，從而獲得原子能。 輕核聚變 ：當兩個或兩個以上的較輕原子核，在極高的溫度和極大的壓力下非?？拷鼤r，它們聚合在一起而形成一個較重的新原子核，同時釋放出巨大的能量。因為這種反應必須在極高的溫度下（或 107K以上）才會發(fā)生，所以也叫熱核反應。 28/66 核能利用、放射性同位素考古 核能應用 ? 人們依靠重核裂變的方法制成了原子反應堆和原子彈，如核能發(fā)電，是利用核分裂產(chǎn)生巨大的能量，制造高溫高壓的蒸汽或氣體，驅(qū)動發(fā)電機組發(fā)電。 ? 人們依靠輕核聚變制成了氫彈，而可控聚變堆正在研制中。 核能優(yōu)點 減少依賴化工石油燃料 、生產(chǎn)巨大能量 、只需小量原料 、鈾礦蘊藏量足夠長期使用、運作成本較低（約為火力發(fā)電三分之一）、生產(chǎn)電力時不會造成空氣污染。 29/66 核能利用、放射性同位素考古 核能的缺點 切爾諾貝利核電站大爆炸有近萬人死亡，十萬人受到核輻射傷害，造成直接經(jīng)濟損失數(shù)十億美元，間接經(jīng)濟損失數(shù)千億美元，后患將影響一百年以上，是全世界已知是一次最大的核事故。 有專家認為，蘇聯(lián)境內(nèi)將有兩萬五千人死于核污染引起的癌癥，災難隨著時間的推移而逐漸顯示出來。 30/66 核能利用、放射性同位素考古 重核裂變的發(fā)現(xiàn) 1934年，意大利物理學家費米用中子轟擊原子核，并發(fā)現(xiàn)通過石蠟減速之后的慢中子，更加容易引起核裂變。費米因此獲 1938年諾貝爾物理獎。 1938年，德國哈恩發(fā)現(xiàn)鈾蛻變后出現(xiàn)的新元素與鈾相距甚遠。奧地利女物理學家邁特納提出核裂變猜想，以解釋鈾實驗。并稱裂變過程要放出大量能量。 費米 哈恩 邁特納 31/66 核能利用、放射性同位素考古 核裂變：被中子擊中時，大原子核分裂成數(shù)個小原子核，這個過程會釋放能量。 1克鈾裂變相當于20噸 TNT炸藥。 nXeSrnU 101 3 6549038102 3 592 10??? ???重核裂變 nKrBanU 1089361 4 456102 3 592 2??? ???32/66 核能利用、放射性同位素考古 鏈式反應 費米發(fā)現(xiàn)，鈾核被分裂為二時，可以放出兩個中子，這兩個中子再去擊中兩個鈾原子核，它被分裂為四，同時放出四個中子 ?? ，由此類推，原子的裂變就會這樣自發(fā)地持續(xù)下去，產(chǎn)生一連串的原子分裂，同時不斷放出能量。 原子裂變自持鏈式反應的概念是利用原子裂變產(chǎn)生能量的重要理論基礎(chǔ)。 33/66 核能利用、放射性同位素考古 34/66 核能利用、放射性同位素考古 35/66 核能利用、放射性同位素考古 核聚變：數(shù)個小原子核結(jié)合并釋放能量 。 nHeHH 10423121 ?? ???輕核聚變 36/66 核能利用、放射性同位素考古 輕核聚變 氘和氚發(fā)生聚變后， 2個原子核結(jié)合成 1個氦原子核，并放出 1個中子和 。 每一次氘氚聚變時釋放的能量，比一次鈾 235裂變釋放的約 2億電子伏特能量少得多。氘氚聚變時只有 5個核子參加反應，而鈾 235裂變時有 236個核子參加反應。因此如果按平均每個核子釋放的能量來比較，氘氚聚變釋放的能量是鈾－ 235裂變釋放的能量的 。 37/66 核能利用、放射性同位素考古 原子彈與氫彈 原子彈： 它是最早研制出的核武器，它是利用原子核裂變反應所放出的巨大能量，通過光輻射、沖擊波、早期核輻射、放射性沾染和電磁脈沖起到殺傷破壞作用。 氫彈： 又稱熱核聚變武器，它是利用氫的同位素氘、氚等輕原子核的聚變反應，產(chǎn)生強烈爆炸的核武器。其殺傷機理與原子彈基本相同，但威力比原子彈大幾十甚至上千倍。 38/66 核能利用、放射性同位素考古 中國第一顆氫彈爆炸成功騰起的蘑菇云 → 39/66 核能利用、放射性同位素考古 核電站 ? 核電站是利用原子核裂變所釋放的的能量產(chǎn)生電能的發(fā)電站。 ? 核電站一般分為兩部分：利用原子核裂變生產(chǎn)蒸汽的核島（包括反應堆裝置和一回路系統(tǒng)）和利用蒸汽發(fā)電的常規(guī)島（包括汽輪發(fā)電機系統(tǒng)）。核電站使用的燃料一般是放射性重金屬：鈾、钚。 ? 民用核電站大都是壓水反應堆核電站，其工作原理是：用鈾制成的核燃料在反應堆內(nèi)進行裂變并釋放出大量熱能；高壓下的循環(huán)冷卻水把熱能帶出，在蒸汽發(fā)生器內(nèi)生成蒸汽，推動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)。 40/66 核能利用、放射性同位素考古 中國現(xiàn)有的核電站包括： 秦山核電站（運營中） 大亞灣核電站（運營中） 嶺澳核電站（運營中） 田灣核電站（建設中） 三門核電站（建設中） 41/66 核能利用、放射性同位素考古 浙江省嘉興市海鹽縣 秦山鎮(zhèn) 秦山 I期核電站 42/66 核能利用、放射性同位素考古 浙江省嘉興市海鹽縣 武原鎮(zhèn)楊柳山 秦山 II期核電站 43/66 核能利用
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