惊人的能量——核能.pptVIP

原子的大小与质量 在原子中，电子的数目与其原子核中质子的数目相等，所以整个原子是呈电中性。原子是非常小，非常轻的。其直径约为0米（10-8厘米）。原子的静止质量约为1×10-27-1×10-23克，如果一滴水像地球那样重，它中间的一个原子才不过几千克。原子的质量几乎全部集中在原子核上。国际上规定用碳-12原子质量的1/12作为原子质量单位，其数值为1.6606×10-24克。这样，知道了碳原子的绝对质量，任何原子的绝对质量都可以从它们的相对质量中算出。因为中子与质子的相对质量都接近于1，所以，原子核中的核子数（质子和中子）就是原子的质量数。 原子核的大小与质量 原子核的直径为10-13-10-12厘米。它由一定数量的质子和中子组成，具有自旋、宇称和电磁矩等性质。质子带正电荷；中子为中性粒子，不带电荷。在外界场或粒子的作用下，原子可能失去部分外围电子。电子不足的原子我们称为正离子；原子也可以吸附电子，此时它被称为负离子。自然界中最轻的原子核只由一个质子组成，它是氢的原子核；最重的原子核由94个质子和150个中子组成，它是钚-244的原子核。人工合成的原子核的质子数现已达到116。 我们来看几个具体的原子、原子核结构的例子。 　 氢（H）原子：由1个质子（即氢原子核）和1个绕它高速旋转的电子组成； 氦（He）原子：由2个质子和2个中子（组成氦原子核）和绕氦原子核高速旋转的2个电子组成； 　 氧（O）原子：由8个质子和8个中子（组成氧原子核）和绕氧原子核高速放置的8个电子组成； 铀（U）原子：如铀-235由92个质子和143个中子（组成铀原子核）和绕铀原子核高速旋转的92个电子组成 　原子核的质量并不等于组成原子核的核子质量之和。组成原子核的质子及中子的质量之和与该原子质量之差称为该核的质量亏损。核子结合成原子核时，这种质量上的养活按照质能关系，能释放出巨的大的能量，这种能量称为原子核的结合能。简单的氕核结合能，大约等于2.225兆电子伏。可见，原子核中蕴藏着无穷无尽的能量，是一个能源宝库。 3.放射性与放射性衰变 原子核自发地放射出α，β，γ等射线的现象，称为放射性。 　　中子数和质子数过多或偏少的核素都是不稳定的，它会自发地蜕变成另一种核素，同时放出射线。这种现象叫做放射性衰变。放射性衰变主要有三种：α衰变、β衰变和γ衰变。 放射性活度是一定量的放射性物质在单位时间间隔内的核衰变数。它的法定计量单位是贝可。1贝可=1次衰变每秒。它与旧单位居里的关系：1居里=3.7×1010贝可。在单一的放射性衰变过程中，放射性核素的活度减少到其原有值一半所需的时间，称为半衰期。它是放射性元素的一个特性常数。 　原子核放射性衰变的规律为：放射性原子核的数目随时间按指数规律减少。鉴于α，β，γ射线的电离作用和贯穿本领，在工农业生产和科学研究中有重要应用。 核能是可持续发展的能源　　 世界上已探明的铀储量约490万吨，钍储量约275万吨。这些裂变燃料足够使用到聚变能时代。聚变燃料主要是氘和锂，海水中氘的含量为0.034克/升，据估计地球上总的水量约为138亿亿立方米，其中氘的储量约40万亿吨，地球上的锂储量有2000多亿吨，锂可用来制造氚，足够人类在聚变能时代使用。按目前世界能源消费的水平，地球上可供原子核聚变的氘和氚，能供人类使用上千亿年。因此，有些能源专家认为，只要解决了核聚变技术，人类就将从根本上解决了能源问题。 7.重核裂变与链式裂变反应 重原子核分裂成两个（少数情况下，可分裂成3个或多个）质量相近的碎片的现象称为核裂变，例如铀核裂变。原子核自发地分裂成两个质量相近的碎片的现象称为自发裂变。　易裂变原子核在中子的作用下发生裂变形成碎片，这些碎片及其衰变子体称为裂变产物。裂变产物是多种多样核素的复杂混合物。链式裂变反应是一系列的核裂变反应，其中每一次核裂变反应都是由前一次核裂变反应所产生的中子引起的。核裂变反应的一个重要特点是一个易裂变核每吸收一个中子发生裂变反应后平均放出2-3个次级中子。这些次级中子在一定条件下又有一部分引起其他易裂变核的裂变，如此连续进行下去便形成链式裂变反应。 链式裂变反应分为自持型、发散型和收敛型三种。如果每次裂变产生的次级中子，平均有一个能够引起下一级的裂变反应，则链式反应即可进行下去。这种情况称作自持链式反应。与此对应的裂变系统的状态就称为临界状态。如果每次裂变产生的次级中子，平均有1个以上能引起下一级的核裂变反应，则裂变反应规模将越来越大，就叫发散型链式反应，与其相对应的裂变系统的状态称为超临界状态。如果每次裂变反应产生的次级中子平均不到一个能引起下一级的核裂变反应，裂变