華師大版科學(xué)九上第六章核能(編輯修改稿)
2025-01-13 10:45 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 放出四個(gè)中子 …… ，由此類推，原子的裂變就會(huì)這樣自發(fā)地持續(xù)下去，產(chǎn)生一連串的原子分裂，同時(shí)不斷放出能量。 ?原子裂變自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的概念就是這樣提出來(lái)的，它是利用原子裂變產(chǎn)生能量的重要理論基礎(chǔ)。 ?核裂變能 目前主要是利用 235U的裂變。設(shè)計(jì)了可以控制核反應(yīng)的裝置 ——原子核反應(yīng)堆。 ? 熱中子轉(zhuǎn)換堆 ? 增殖反應(yīng)堆 ?熱中子轉(zhuǎn)換堆 ? 以濃縮鈾 235U為燃料 , 通過(guò)原子核與快中子彈性碰撞，將快中子慢化為熱中子。熱中子堆又可分為輕水堆（包括壓水堆，沸水堆）、重水堆和氣冷堆，但熱中子轉(zhuǎn)換堆的鈾利用率低，只有 1%2%的能量被利用了。目前大多數(shù)運(yùn)行的反應(yīng)堆都屬此堆型。 ?增殖反應(yīng)堆 235U在自然界的含量只占天然鈾的 %， 所以又設(shè)計(jì)了新的核反應(yīng)堆 —— 增殖反應(yīng)堆 ， 使迄今尚未大量利用的核燃料 238U和 232Th發(fā)生核裂變 。 為了引起裂變反應(yīng) ， 必須首先具備引發(fā)裂變反應(yīng)的中子 ， 引發(fā)裂變反應(yīng)的中子的能量不同 ， 增殖反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)也不同 ， 一般分為 “ 熱中子增殖反應(yīng)堆 ” 和 “ 快中子增殖反應(yīng)堆 ” 。 快中子增殖反應(yīng)堆 ?熱中子反應(yīng)堆對(duì)天然鈾的利用率很低（只有 %）； ?快中子增殖反應(yīng)堆以钚 239為裂變?nèi)剂?，組成堆芯，以鈾 238包圍在堆芯周圍，作為增殖層?？墒固烊烩櫟睦寐蔬_(dá)到 60%~70%。 聚變反應(yīng) ? 氘和氚發(fā)生聚變后， 2個(gè)原子核結(jié)合成 1個(gè)氦原子核，并放出 1個(gè)中子和 。 ? 每一次氘氚聚變時(shí)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(shí)只有 5個(gè)核子參加反應(yīng)，而鈾 235裂變時(shí)有 236個(gè)核子參加反應(yīng)。因此如果按平均每個(gè)核子釋放的能量來(lái)比較，氘氚聚變釋放的能量是鈾－ 235裂變釋放的能量的 。 nHeHH 10423121 ?? ???太陽(yáng)上的核聚變反應(yīng) ?核聚變能 是利用輕原子核 （ 氘或氚 ） 在極高溫度（ 幾千萬(wàn)開(kāi)或上億開(kāi) ） 下聚合成較重原子核（ 如氦 ） 的過(guò)程中釋放的能量 。 在高溫下物質(zhì)進(jìn)入等離子狀態(tài) ， 即成為熾熱的電離氣體。 這時(shí)輕原子核運(yùn)動(dòng)的速度快到足以聚合起來(lái) 。 聚變反應(yīng)充分進(jìn)行后 ， 聚變反應(yīng)產(chǎn)生的高溫足以維持反應(yīng) 。 聚變反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn) ： ①燃燒產(chǎn)生的能量大， 1kg氘和氚相當(dāng)于 1萬(wàn)噸的優(yōu)質(zhì)煤。 ②地球上儲(chǔ)量豐富， 1L水中含0 .03g氘，這些氘通過(guò)熱核反應(yīng)產(chǎn)生的熱量相當(dāng) 300L汽油的。 ③污染小。 五、核能的利用 ?原子彈與氫彈 ?核電站 ?可控核聚變的研究現(xiàn)狀與前景 ?、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(yīng)所放出的巨大能量，通過(guò)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。 原子彈爆炸情景 ?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(yīng)，產(chǎn)生強(qiáng)烈爆炸的核武器。其殺傷機(jī)理與原子彈基本相同，但威力比原子彈大幾十甚至上千倍。 ?、氫彈 原子彈與氫彈圖片 中國(guó)第一顆氫彈爆炸成功騰起的蘑菇云 → 受控核聚變 ? 是指兩個(gè)或兩個(gè)以上較輕的原子核 受控 聚合成一個(gè)較重的原子核的反應(yīng)； ? 核聚變?nèi)剂现饕菤浼捌渫凰仉碗啊? ? 受控核聚變 具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)質(zhì)能比高，是同質(zhì)量核裂變釋放能量的 4倍； (2)原料足，從海水中可大量提取氘和氚； (3)無(wú)放射性，安全、清潔、不污染。 ? 核聚變能的和平利用目前尚處于研究階段。 氫彈是利用核聚變制成 ， 但它的能量是一下子釋放 。 要和平利用核聚變能 ， 就要使熱核反應(yīng)的能量有控制地釋放 。 在 1億度高溫下 ， 氘 、 氚燃料是 “ 高溫等離子體 ” ，任何容器都無(wú)法承受此高溫 ， 因此要有辦法盛裝和約束等離子體 。 有兩種途徑： 磁約束和慣性約束 受控核聚變 一是磁約束： 用強(qiáng)磁場(chǎng)將低密度的氘 、 氚核長(zhǎng)時(shí)間約束在預(yù)先充滿等離子體的空間中 ， 將等離子體與容器隔離 ， 熱能也就很好地保存在等離子體中
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