能源科学导论之核能.pptVIP

核能; 核能(nuclear energy)是人类历史上的一项伟大发现，这离不开早期西方科学家的探索发现，他们为核能的应用奠定了基础。; 约瑟夫·约翰·汤拇逊(1856—1940)，著名的英国物理学家。1897年汤姆逊在研究稀薄气体放电的实验中，证明了电子的存在，测定了电子的荷质比，轰动了整个物理学界。; 威廉·康拉德·伦琴（1845－1923），德国物理学家，1895年他发现了伦琴射线（X射线，俗称X光）。他因发现X光，于1901年获诺贝尔物理学奖，是世界上第一位获这特殊荣耀的人。这种光有非常强的穿透力，为了表明这是一种新的射线，伦琴采用表示未知数的X将其命名为X射线。; 1896年初，德国物理学家伦琴发现X射线的消息传到了巴黎，数学家庞加莱（1854—1912）建议当时参加会议的另一位科学家贝克勒尔（1852—1908）研究X射线是从哪里发出的。; 居里夫妇对贝克勒尔发表的论文极感兴趣，在丈夫皮埃尔·居里（1859—1934）的建议下，玛利亚·居里（1867—1934）于1897年选择“铀射线”这一课题作为博士论文。;; 居里夫妇提出的问题很快有了答案。早在贝克勒尔发现“铀射线”的第二年，新西兰物理家卢瑟福（1871—1937）便开始研究这种射线和X射线的区别。结果发现：有两种射线，一种穿透性弱，另一种穿透性比较强；它们都能在磁场中偏转，一种向左转，另一种向右转：穿透性弱的一种带正电，另一种带负电，他分别称之为α射线和β射线。; 1900年，法国物理家P.V.维拉德（1860—1934）发现了放射性物质发出的穿透力极强而不带电的射线，卢瑟福称之为γ射线。; 随后，卢瑟福发现，原子释放的射线随时间推移越来越弱，呈现出一种有趣的规律：每过一定的时间，强度会衰变为原来的一半。原子在发出射线的时候，放射性物质不断地变成另一种新的元素。; 自1909年，卢瑟福开始用放射性物质发射的α射线轰击金属箔和铅箔。; 1919年，卢瑟福发现，α粒子轰击氮原子的时候，产生了氧原子，同时释放一个氢离子。他认为氢离子是原子核中最小的带正电的粒子，他称其为质子，而且断言原子核由质子构成的。1921年，他又发现，在ɑ粒子轰击下，硼、氟、钠、铝和磷都可以变成另外的元素。; 1928年，德国物理学家W.博特（1891—1957）用α粒子轰击铍，产生一种穿透性很强的射线，他的能量比γ射线大得多，甚至比入射的α射线能量还要大，被称为“博特γ射线”。; 1932年，居里夫人的女儿伊雷娜·居里（1897—1956）和约里奥·居里（1900—1958）用“博特γ射线”轰击石蜡，产生了氢离子。他们感到非常奇怪，没有质量的γ射线居然打出比电子重1840倍的质子！ ; 英国物理学家查德威克（1891—1974）重复了这项实验。他发现用“博特γ射线”照射氢的时候可以打出质子，而且这种射线会反弹回来；他发现所谓“博特γ射线”并不是真正的γ射线，而是一种不带电的粒子流，这种粒子的质量与质子差不多，他称其为中子。发现中子，使人们找到了开启核能之门的钥匙！; 1934年秋天，意大利物理学家费米（1901—1954）在无意中发现，在中子源和被轰击的样品之间放上石蜡，中子经过石蜡后，轰击样品发生的核反应大大增加。费米迅速做出解释：石蜡减缓了中子运动的速度，慢中子更容易引起核反应。; 1938年，德国物理学家哈恩（1897—1968）和斯特拉斯曼（1902—1980）分析了中子轰击铀的产物，发现它不是原子序数92附近的元素，而是原子序数为56的钡元素。; 后来，中国物理学家钱三强（1913—1992）、何泽慧（1914—2011）夫妇，在法国居里实验室发现铀235在慢中子轰击下分裂成三个或四个碎片，称为三分裂或“四分裂”。; 在实验中人们注意到，铀原子核分裂时产生的所有碎片，其质量加在一起比铀原子核原来的质量小，有一小部分质量神秘地失踪了。; 1945年8月6日和9日 ，美国将两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎。 1954年苏联建成了世界上第一座核电站——奥布灵斯克核电站。 在1945年之前，人类在能源利用领域只涉及到物理变化和化学变化。二战时，原子弹诞生了。人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开对核能应用