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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四节,核能利用与环境保护,一、,核电站,利用反应堆中的核燃料裂变放出的核能转变为电能的发电厂，叫做核电站。,1.1,公斤核燃料相当于,2500,吨煤,2.1954,年，苏联建成第一座小型原子能电站；,1956,（英国），,1957,（美国）,核电站发展历程：,3.,核电站：成本低、污染小、效率高，但事故太可怕,4.1986,年,4,月,26,日切尔诺贝利核电站第,4,号机组发生爆炸。人为造成三道安全措施无效,5.1979,年,3,月,28,日三里岛核电站二号堆事故，由于多重安全系统发挥作用，后果不严重,6.,核聚变,前苏联于,1954,建成世界上第一座核电站；至今已有,30,多个国家和地区的,400,多座核电站处在运行之中。右图列出,1995,年一些国家核电占各自总电力的百分率。,第二次世界大战结束后，科学家迅速将原子能的利用转向和平用途。,世界第一座核反应堆,（天然铀,52,吨、高纯石墨,1000,多吨，总重,1400,吨）,我国第一座实验性反应堆是在,1954,年,6,月建成投入运行的，我国自行设计研制、建造的秦山核电站已经运行发电了；广东大亚湾电站第一期工程也已建成，并运行发电了，全部建成后年发电量可达,100,亿度。,因为铀核裂变有放射性污染，因而建设核电站时必须采用可靠的防护措施，防止放射性物质泄漏，避免造成放射性污染，以保证核电站的安全运行。我国对核电站的安全非常重视，有专门负责安全监督的核安全局，保证核能的安全应用。,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。,中国快堆在建设中,核武器的历史进程,1.1919,年，英国卢瑟福用,粒子轰击氮原子核，使其嬗变成氧原子。,2.1932,年，查得威克发现中子,3.1934,年，法国约里奥居里夫妇用,粒子轰击铝，产生了一个磷的同位素，但很快放出正电子蜕变为硅。,4.,卢瑟福（,1933,）和爱因斯坦（,1935,）均没有意识到原子能的实际利用近在眼前。,1.1933,年，爱因斯坦移居美国,2.1938,年，费米逃往美国,3.,德国尚有普朗克、玻恩、海森堡、魏扎克、劳厄、哈恩、盖革,4.1933,年，匈牙利物理学家齐拉德（,1898,1964,）已经意识到核能的开发可能用于军事,5.1935,年，建议物理学家暂缓发表研究成果,6.1939,年，玻尔认为核能利用为时尚早,7.1939,年，爱因斯坦、萨克斯、罗斯福说服美国政府抢在德国之前抓紧研制原子弹。,核武器的历史进程,1.1934,年，意大利物理学家费米用中子轰击原子核，并发现通过石蜡减速之后的慢中子，裂核能力更强。费米因此获,38,年诺贝尔物理奖。,2.1938,年，德国哈恩发现铀嬗变后出现的新元素与铀相距甚远。奥地利女物理学家迈特纳提出核裂变猜想，以解释铀实验。并称裂变过程要放出大量能量。,3.,费米提出链式反应概念。,4.1939,年,9,月,1,日，第二次世界大战正式打响,核武器的历史进程,1.1940,年，美国政府正式大量拨款，启动,“,曼哈顿工程,”,，格罗夫斯将军为行政首脑,2.1941,年,12,月,1942,年,12,月，费米在芝加哥研制原子反应堆,3.,铀,235,、钚,239,的提纯,4.1943,年,1,月,1945,年,7,月。奥本海默在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯主持原子弹研制。,5.7,月,16,日凌晨,5,时,30,分，第一颗铀原子弹试爆成功。比一千个太阳都亮。,6.,曼哈顿工程：动员,50,万人，耗费,22,亿美元，占用全国三分之一的电力,核武器的历史进程,1.1944,年底，盟军的特工小组已经发现德国造不出原子弹,2.,科学家的犹豫：,继续干吗？缺乏政治和道义上的支持,不干吗？不符合现代科学技术的精神,好的理由：应该让全人类知道它的威力,3.,齐拉德、爱因斯坦的态度,4.1945,年,8,月,6,日，铀弹小男孩投到广岛；,8,月,9,日，钚弹胖子投在长崎,核武器的历史进程,核武器,的历史进程,1.,核军备竞赛：盟国之争,2.1945,年,8,月，斯大林下令抓紧研制原子弹,3.1949,年,8,月，苏联成功地进行了核实验,4.1952,年,11,月,1,日，美国试爆第一颗氢弹,5.1953,年,8,月，苏联研制氢弹成功,6.1952,年,10,月,3,日，英国研制成功原子弹,7.1960,年,2,月,13,日，法国研制成功钚弹,8.1964,年,10,月,16,日，中国试爆成功原子弹,核武器,通过受控核裂变反应获得核能的装置，可使裂变产生的中子数等于各种过程消耗的中子数,以形成所谓的自持链反应,(self-sustaining chain reaction),。,足以维持链反应正常进行的裂变材料质量叫临界质量,(critical mass),。铀,-235,的临界质量约为,1 kg,，质量超过,1 kg,则发生爆炸。,任何有核反应堆的国家都不难得到爆炸级的裂变材料，原子弹的基本设计又如此简单，从而为防止核武器扩散带来了困难。,原子的链式反应的形成：,一种方法是将浓度,90%,以上的高纯度核装,U,每块都达不到临界体积。利用普通炸药引爆，使两块,U,92,235,挤合到一起，达到临界体积，同时中子源释放中子引起链式反应，从而引发剧烈爆炸。,另一种方法是,“,内爆法,”,，将没有达到临界状态的裂变材料，被放在周围的炸药变成超临界状态，同时提供一些中子，使裂变链式反应能持续进行，从而发出巨大的能量。有两种实现的方法，即枪法和内爆法。,1964,年,10,月,16,日中国爆炸了第一颗原子弹。,1967,年,6,月,17,日中国爆炸了第一颗氢弹。,悼邓稼先词,（张爱萍）,踏遍戈壁共草原，,二十五年前，,连克千重关，,群力奋战自当先，,捷音频年传。,蔑视核讹诈，,华夏创新篇，,君视名利如粪土，,许身国威壮河山，,功勋泽人间。,三,、核能的优势与危害,核电是清洁的能源，有利于保护环境。目前世界上大量燃烧有机燃料的后果是足堪忧虑的。燃烧后排出大量的二氧化硫、二氧化碳、氧化亚氮等气体，不仅直接危害人体健康和农作物生长，还导致酸雨和大气层的,“,温室效应,”,，破坏生态平衡。比较起来核电站就没有这些危害。核电站严格按照国际上公认的安全规范和卫生规范设计，对放射性三废，原则上是回收处理储存，不往环境排放，排往环境的只是处理回收后残余的一点尾水尾气，数量甚微，对环境没有实质性的影响。,1957,年,10,月,10,日，英格兰西北部的温德斯凯尔,(,现改名塞拉菲尔德,),核电站的一座反应堆起火，释放出放射性云雾。核电站附近的农场产品被禁售一个月，数十人因遭受核辐射而罹患癌症死亡。,
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