高中物理 35《核能的利用》課件 新人教版選修12

3.5核能的利用教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 核能的和平利用核電站核能與傳統(tǒng)火電站的比較我國和世界結(jié)核電的利用按現(xiàn)在的能源消耗，世界上的石油、天然氣和煤等生物化石能源將在幾十年至200年內(nèi)逐漸耗盡。 從原子彈說起從原子彈說起發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)1.6公里內(nèi)的所有生物全都蕩然無存。離發(fā)射場公里內(nèi)的所有生物全都蕩然無存。離發(fā)射場800米的一座米的一座32噸重的鋼塔成了一堆扭曲的廢物。發(fā)射場周圍噸重的鋼塔成了一堆扭曲的廢物。發(fā)射場周圍800米的沙粒被融化成玻璃體，綠色透明似翡翠。米的沙粒被融化成玻璃體，綠色透明似翡翠。 1945年8月6日和9日，美國分別在日本廣島和長崎兩市投下原子彈，使其遭到致命打擊，8月15日，日本無條件投降。（1）（2）我國第一顆原子彈爆炸時(shí)的情景我國第一顆氫彈爆炸時(shí)的情景1964年年10月月16日，我國爆炸了第一顆原子彈，成功地進(jìn)行了第一日，我國爆炸了第一顆原子彈，成功地進(jìn)行了第一次核試驗(yàn)。原子彈爆炸的成功吸引了全世界的目光，一夜之間中次核試驗(yàn)。原子彈爆炸的成功吸引了全世界的目光，一夜之間中國跨進(jìn)了核大國行列，全世界刮目相看。國跨進(jìn)了核大國行列，全世界刮目相看。 核能的產(chǎn)生原理原子原子原子核原子核核外電子核外電子質(zhì)子質(zhì)子中子中子核能的產(chǎn)生原理氫原子核氫原子核鋰原子核鋰原子核核子間存在著強(qiáng)大的核力，所以原子核是一個(gè)堅(jiān)固的集合體核子間存在著強(qiáng)大的核力，所以原子核是一個(gè)堅(jiān)固的集合體，要把原子核拆散成核子，需要巨大原能量。，要把原子核拆散成核子，需要巨大原能量。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)圖氘氚中子14.1MeV氦-43.5MeV輕核的聚變原子能的和平用途醫(yī)學(xué)醫(yī)學(xué)工業(yè)工業(yè)農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)考古考古研究研究首先，從茶壺說起首先，從茶壺說起不用茶壺來產(chǎn)生蒸汽 可以燒煤、天然氣，或者油來可以燒煤、天然氣，或者油來使得沸騰，變成蒸汽，推使得沸騰，變成蒸汽，推 動(dòng)透動(dòng)透平的轉(zhuǎn)動(dòng)平的轉(zhuǎn)動(dòng)在核電站里，你用不著燒任何東西。相反的，你劈開在核電站里，你用不著燒任何東西。相反的，你劈開鈾原子鈾原子-產(chǎn)生熱量，使水變成蒸汽。而劈開鈾原子的過產(chǎn)生熱量，使水變成蒸汽。而劈開鈾原子的過程就是核裂變！程就是核裂變！ 如前述。如前述。核電站原理圖核電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)核能電廠重要組件燃料丸燃料棒燃料組件壓力槽核能電廠與火力電廠的異同水蒸汽出蒸汽與發(fā)電機(jī)散熱冷卻冷凝器冷水進(jìn)鍋爐鍋爐核反核反應(yīng)器應(yīng)器 核反核反應(yīng)器應(yīng)器核能發(fā)電與火力發(fā)電壓壓水式核能水式核能電廠電廠屏蔽系統(tǒng)（安全殼）屏蔽系統(tǒng)（安全殼）水蒸汽出水蒸汽出冷水冷水進(jìn)進(jìn)壓壓力槽力槽調(diào)壓調(diào)壓槽槽汽汽機(jī)機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)冷凝器冷凝器海水冷海水冷卻卻蒸汽蒸汽產(chǎn)產(chǎn)生生器器核電站與環(huán)境核電廠在環(huán)境上優(yōu)于火電廠，不會(huì)放出二氧化碳、二氧化硫等，核電廠在環(huán)境上優(yōu)于火電廠，不會(huì)放出二氧化碳、二氧化硫等，不會(huì)造成溫室不會(huì)造成溫室 效應(yīng)和酸雨，從而保護(hù)了環(huán)境。效應(yīng)和酸雨，從而保護(hù)了環(huán)境。核電是清潔的能源核電是清潔的能源法國1980年到1986年間核電占總發(fā)電量的比例由24提高到 70，在此期間法國總發(fā)電量增加40，而排放的硫氧化物 卻減少了9，塵埃減少了36，大氣質(zhì)量有明顯改善。秦山核電站大亞灣核電站布比利斯核電站核電站與環(huán)境核電是安全的能源核電是安全的能源核電站實(shí)施縱深防御、多重保護(hù)、多樣性的設(shè)計(jì)原則，確保核核電站實(shí)施縱深防御、多重保護(hù)、多樣性的設(shè)計(jì)原則，確保核安全；核電站運(yùn)行期間不受發(fā)電量、經(jīng)濟(jì)效益和其他因素的約安全；核電站運(yùn)行期間不受發(fā)電量、經(jīng)濟(jì)效益和其他因素的約束。以秦山核電站為例，它有三道屏障，用于防止放射性物質(zhì)束。以秦山核電站為例，它有三道屏障，用于防止放射性物質(zhì)的外瀉。第一道屏障是鋯的外瀉。第一道屏障是鋯-4合金的燃料包殼，它把核燃料及其裂合金的燃料包殼，它把核燃料及其裂變產(chǎn)物封閉起來。第二道屏障是壁后為變產(chǎn)物封閉起來。第二道屏障是壁后為175毫米鋼板制成的反應(yīng)毫米鋼板制成的反應(yīng)堆壓力容器以及相應(yīng)的管道設(shè)施，它把反應(yīng)堆冷卻劑包容在里堆壓力容器以及相應(yīng)的管道設(shè)施，它把反應(yīng)堆冷卻劑包容在里面，防止有放射性的反應(yīng)堆冷卻劑外泄。第三道屏障是反應(yīng)堆面，防止有放射性的反應(yīng)堆冷卻劑外泄。第三道屏障是反應(yīng)堆安全殼，它是高安全殼，它是高72.5米、外徑米、外徑38米、厚米、厚1米的鋼筋混凝土制成的米的鋼筋混凝土制成的圓柱形建筑，內(nèi)襯圓柱形建筑，內(nèi)襯6毫米的鋼板。安全殼既能抵御外部破壞，例毫米的鋼板。安全殼既能抵御外部破壞，例如龍卷風(fēng)、地震、噴氣式飛機(jī)的撞擊，還能抵御最嚴(yán)重事故情如龍卷風(fēng)、地震、噴氣式飛機(jī)的撞擊，還能抵御最嚴(yán)重事故情況下內(nèi)部的高溫和高壓，防止放射性物質(zhì)的外泄。況下內(nèi)部的高溫和高壓，防止放射性物質(zhì)的外泄。 核電站不會(huì)像原子彈那樣發(fā)生爆炸“啤酒燒不著”核燃料中鈾235的含量約為3，而核炸藥中的鈾235含 量高達(dá)90以上 壓水型反應(yīng)堆具有設(shè)計(jì)所賦予的內(nèi)在安全的特性。更何況核 反應(yīng)堆還有多重的安全保護(hù)系統(tǒng)，確保反應(yīng)堆不會(huì)失控核電是經(jīng)濟(jì)的能源核電是經(jīng)濟(jì)的能源世界核電現(xiàn)狀一覽表（截止到世界核電現(xiàn)狀一覽表（截止到1995年年12月月31日止）日止）（部分國家）問：問：什么是輻射？答：答：輻射是能量傳遞的一種方式，輻射依能量的強(qiáng)弱分為三種： 1. 電離輻射：能量最強(qiáng),可破壞生物細(xì)胞分子，如、射線。 2. 非電離輻射(有熱效應(yīng))：能量弱，不會(huì)破壞生物細(xì)胞分子，但會(huì)產(chǎn)生溫度，如微波、光。 3. 非電離輻射(無熱效應(yīng))：能量最弱，不破壞生物細(xì)胞分子，也不會(huì)產(chǎn)生溫度，如無線電波、電力電磁場。也談輻射電離輻射非電離輻射放射性物質(zhì)對(duì)人體傷害的規(guī)律是：距離射源越遠(yuǎn)，受照時(shí)間越短，放射性物質(zhì)對(duì)人體傷害的規(guī)律是：距離射源越遠(yuǎn)，受照時(shí)間越短，隔離的隔離的“屏障屏障”越多，受到傷害越小。越多，受到傷害越小。核電站和日常生活輻照水平的對(duì)比核電站和日常生活輻照水平的對(duì)比一次全身大劑量輻射照射對(duì)身體的影響一次全身大劑量輻射照射對(duì)身體的影響21世紀(jì)已經(jīng)到來! 我們將如何面對(duì)到來的下一個(gè)我們將如何面對(duì)到來的下一個(gè)10年？年？ 膨脹的人口膨脹的人口.發(fā)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)展的經(jīng)濟(jì).對(duì)計(jì)算機(jī)更多的依賴、各種電子技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)更多的依賴、各種電子技術(shù).對(duì)對(duì)進(jìn)口石油的更多依賴進(jìn)口石油的更多依賴.天然氣價(jià)格和長期供應(yīng)的不確天然氣價(jià)格和長期供應(yīng)的不確定性定性.以及燃燒天然燃料對(duì)環(huán)境帶來的一大堆問題。以及燃燒天然燃料對(duì)環(huán)境帶來的一大堆問題。 所有這些問題歸結(jié)到一點(diǎn)，那就是：我們需要更多的所有這些問題歸結(jié)到一點(diǎn)，那就是：我們需要更多的電力資源電力資源-包括核能發(fā)電。包括核能發(fā)電。 下一個(gè)下一個(gè)30年，核能將是我們可以依賴的能源年，核能將是我們可以依賴的能源-能夠可能夠可靠地提供電力，保護(hù)環(huán)境，并促進(jìn)經(jīng)濟(jì)。靠地提供電力，保護(hù)環(huán)境，并促進(jìn)經(jīng)濟(jì)。