资源描述
“小男孩”装填了64公斤铀，只有0.7公斤发生裂变，而其中，只有600毫克被转换为能量爆炸产生的能量在地面形成一个巨大的火球，周围数英里陷入一片火海，巨大的冲击波将广岛夷为平地，所有生物均遭到致命的核辐射。,第2节 核能,一、核能,1.原子结构,原子由原子核和核外电子组成。 （1）氢原子由原子核和一个核外电子组成。 原子核有一个质子，质子带正电荷，核外电子带负电荷。二者电荷量相同。,以水分子为例,（2） 氧原子由原子核和八个核外电子组成。 原子核有八个质子和八个中子，由于中子不带电，所以正负电荷量仍然相同。,质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，一旦原子核发生变化，就可能释放出惊人的能量，这种能量就是核能。,质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。,2核能,质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。,1934年至 1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生了裂变。 1 kg铀全部裂变，释放的能量超过2 000 t煤完全燃烧时释放的能量。,用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。 外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢？,1发生裂变的条件,二、裂变,那么，地球上的能源是否是无尽的呢？,将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么？,2链式反应,用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。,核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。 1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。,目前，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的1/5。,3核电站利用核能发电,链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变。释放出极大的能量。,在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器原子弹爆炸了。,将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能。,氦核,中子,氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能释放大量核能。这一过程就是聚变。,三、聚变,能量,聚变,聚变又叫热核反应,一个氘核由一个质子和一个中子组成，一个氚核由一个质子和二个中子组成，它们发生聚变反应结合成由二个质子和二个中子组成的氦核时，要放出一个中子，并释放出核能。 一定质量的氘核和氚核聚变时放出的能量要比等量的铀核裂变时放出的能量大几倍。 聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚变又叫热核反应。,自然界中的热核反应,自然界中，太阳内部的 温度高达摄氏1千万度 以上，在那里就进行着 大规模的聚变反应。太 阳辐射出的光和热，正 是由聚变反应释放的核能转化而来的。可以说，地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量。,核裂变和核聚变的区别,较大原子核分裂为较小原子核的过程,质量小的原子核结合成较大原子核的过程,中子轰击较大原子核,超高温,巨大,更加巨大,裂变的链式反应可控,聚变目前不可控,原子弹、核电站,氢弹、太阳 内部爆炸,核 能,裂 变,聚 变,
展开阅读全文