物理（机械建筑类）第二章 核能核技术.pptVIP

秦山核电站 1960年，美国的德累斯顿沸水堆核电站投入运行，它主要由沸水堆本体、蒸汽给水系统和其它辅助系统组成。目前这种类型的核电站所占比例仅次于压水堆核电站，我国目前没有这种类型的核电站。 1968年，加拿大角坎杜堆核电站运行，它由重水堆本体、一次冷却回路、二次回路及其它辅助系统组成。目前，这种类型核电站所站比例排在第三位，我国在建的秦山三期核电站即属这种类型。 1974年，法国建成了“凤凰”示范快堆核电站，它由快中子堆本体、一回路钠、二回路钠、三回路水及其它辅助系统组成。目前，这种类型核电站所占比例最小，它的最大特点是在运行中能够实现核燃料的增殖，我国将建一座实验快（中子）堆。 轻核聚变 一、 轻核的聚变（热核反应） 某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做聚变。 聚变后比结合能增加， 反应中会释放能量 根据所给数据,计算下面核反应放出的能量: 氘核的质量：mD＝2.014102u 氚核的质量：mT＝3.016050u 氦核的质量：mα＝4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u 平均每个核子放出的能量在3MeV以上，比裂变反应中平均每个核子放出的能量大3~4倍。 发生聚变的条件: 使原子核间的距离达到10-15m， （原子核需要很大的动能才会“撞”在一起） 实现的方法有: 1、用加速器加速原子核； ２、把原子核加热到很高的温度； 108～109K 不经济 聚变反应又叫热核反应 核聚变的利用——氢弹 弹体 引爆装置 小型原子弹 三种炸药： 普通炸药 Ｕ235 氘、氚 爆炸 裂变 聚变 氘、氚、重氢化钾等 铀235 外壳 普通炸药 氢弹爆炸形成的磨姑云 核聚变普遍存在于宇宙中 热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。 1、轻核聚变产能效率高 2、地球上聚变燃料的储量丰富 （每升水中就含有0.03g氘，地球上有138.6亿亿立方米的水，大约有40万亿吨氘。氚可以利用锂来制取，地球上锂储量有2000亿吨） 3、轻核聚变更为安全、清洁 （高温不能维持反应就能自动终止，聚变产生的氦是没有放射性的。废物主要是泄露的氚，高速中子、质子与其他物质反应生成的放射性物质，比裂变反应堆生成的废物数量少，容易处理） 受控热核反应——核聚变的利用 １、热核反应的的点火温度很高； ２、如何约束聚变所需的燃料； 磁场约束 问题有： 现在的技术还不能控制热核反应。 问题有： １、热核反应的的点火温度很高； ２、如何约束聚变所需的燃料； 惯性约束 现在的技术还不能控制热核反应。 问题有： １、热核反应的的点火温度很高； ２、如何约束聚变所需的燃料； 现在的技术还不能控制热核反应。 可控热核反应将为人类提供巨大的能源,和平利用聚变产生的核量是非常吸引人的重大课题，我国的可控核聚变装置“中国环流器1号”已取得不少研究成果. 华职教育 * 托卡马克（TOKAMAK）在俄语中是“环形”、“真空”、“磁”、“线圈”几个词的组合，即环流磁真空室的缩写。 * 托卡马克（TOKAMAK）在俄语中是“环形”、“真空”、“磁”、“线圈”几个词的组合，即环流磁真空室的缩写。 华职教育 华职教育 第九单元 核能及应用 第二章 核能核技术 质量亏损 质能方程 可怕的美丽 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 E＝mc2 △E＝ △mc2 实验发现，任何一个原子核的质量总是小球组成它的所有核子的质量之和，这一差值叫做质量亏损。 核子平均质量 核子的平均质量与原子序数之间的关系 D E F Z B C A Fe 质能方程与质量亏损 化学反应中，往往要吸热或放热，类似的核反应中也伴随着能量的变化． 中子 质子 氘核 2.2MeV（ ） 核反应放出的能量叫做核能 物理学家研究质子、中子和氘核之间的关系发现： 中子 （mn） 质子 （mp） 氘核 （m） 精确的计算表明氘核的质量比中子和质子的质量之和要小一些． 质量亏损 〓 质能方程 物体的能量和质量之间存在着某种联系： 爱因斯坦 物体的能量和质量之间存在密切的联系，他们的关系是： 核子在结合成原子核时出现质量亏损，要放出能量，大小为： 质能方程 核能的计算 根据质能方程进行计算： 两个氘核的质量为2.0136 u，氦3的质量为3.0150 u，中子的质量为 1.0087 u. (1u=1.66×10-27kg)计算两个氘核聚变释放的能量. （2）两个氘核聚变前后的质量亏损为： Δm=2mH-（mHe+mn）=2×2.0136 u- （3.0150+1.0087） u=0.0