【課件】3-5-第4章核能全章課件

1、物理3-5核力（核力（nuclear force) 強(qiáng)力（強(qiáng)相互作用）強(qiáng)力（強(qiáng)相互作用） 短程力，作用范圍在短程力，作用范圍在2fm左右左右 核力與核電荷無(wú)關(guān)核力與核電荷無(wú)關(guān) 核子不能無(wú)限靠近，在某些情核子不能無(wú)限靠近，在某些情況下表現(xiàn)為斥力。大體上說(shuō)核況下表現(xiàn)為斥力。大體上說(shuō)核子間的距離在子間的距離在0.81.5fm 之之間表現(xiàn)為引力；小于間表現(xiàn)為引力；小于0.8fm表表現(xiàn)為斥力，大于現(xiàn)為斥力，大于45fm時(shí)核時(shí)核力急劇下降，幾乎消失；大于力急劇下降，幾乎消失；大于10fm時(shí)，核力消失。時(shí)，核力消失。約約10-14m約約10-15m核素圖核素圖 核素（核素（nuclide）：具有一）：具有一

2、定核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，并且定核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，并且具有同一能態(tài)的一種原子核具有同一能態(tài)的一種原子核或原子，稱為一種核素。通或原子，稱為一種核素。通常核素可簡(jiǎn)記為常核素可簡(jiǎn)記為AX （如（如13C） 原子序數(shù)越大，穩(wěn)定核素的原子序數(shù)越大，穩(wěn)定核素的中子數(shù)越來(lái)越大于質(zhì)子數(shù)中子數(shù)越來(lái)越大于質(zhì)子數(shù)結(jié)合能與平均結(jié)合能結(jié)合能與平均結(jié)合能 原子核的結(jié)合能：核子結(jié)原子核的結(jié)合能：核子結(jié)合成原子核所釋放的能量。合成原子核所釋放的能量。 平均結(jié)合能：是指核子結(jié)平均結(jié)合能：是指核子結(jié)合成原子核時(shí)每個(gè)核子平合成原子核時(shí)每個(gè)核子平均放出的能量，也是把原均放出的能量，也是把原子核重新分解成自由核子子核重新分解成自由核子時(shí)每

3、個(gè)核子平均吸收的能時(shí)每個(gè)核子平均吸收的能量。量。平均結(jié)合能越大，原平均結(jié)合能越大，原子核越難分離。子核越難分離。質(zhì)能方程與質(zhì)量虧損質(zhì)能方程與質(zhì)量虧損Emc2 E mc2 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，任何一個(gè)原子核的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，任何一個(gè)原子核的質(zhì)量總是小于組成它的所有核質(zhì)量總是小于組成它的所有核子的質(zhì)量之和，這一差值叫做子的質(zhì)量之和，這一差值叫做質(zhì)量虧損。質(zhì)量虧損。O核子平均質(zhì)量核子平均質(zhì)量核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)之間的關(guān)系核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)之間的關(guān)系DEFZBCA重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為裂變（為裂變（nuclear fission）。）。輕核

4、結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為聚變。為聚變。聚變聚變裂變裂變235114192192056360UnBa+Kr+3 n1、發(fā)現(xiàn)：、發(fā)現(xiàn)：1938年年12月，德，哈恩和斯特拉斯曼月，德，哈恩和斯特拉斯曼2、特點(diǎn)：裂變產(chǎn)物具有多樣性，同時(shí)放出、特點(diǎn)：裂變產(chǎn)物具有多樣性，同時(shí)放出23個(gè)個(gè)中子，這些中子引發(fā)新一輪裂變，即中子，這些中子引發(fā)新一輪裂變，即鏈?zhǔn)椒磻?yīng)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。3、核能：裂變中有質(zhì)量虧損，因而有核能的釋放、核能：裂變中有質(zhì)量虧損，因而有核能的釋放2000t2106kg煤煤1kg鈾鈾235核反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)和基本原理核反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)和基本原理 石

5、墨堆、重水堆、輕水堆石墨堆、重水堆、輕水堆 壓水堆（秦山二期、大亞灣二期）壓水堆（秦山二期、大亞灣二期） 沸水堆（壓力小、安全性高、體積大。秦山三期）沸水堆（壓力小、安全性高、體積大。秦山三期）我國(guó)核電現(xiàn)狀我國(guó)核電現(xiàn)狀 秦山核電站秦山核電站（浙江海鹽，自行設(shè)計(jì)（浙江海鹽，自行設(shè)計(jì) ） 大亞灣核電站大亞灣核電站 （廣東，中法合作）（廣東，中法合作） 嶺澳核電站嶺澳核電站 （廣東）（廣東） 田灣核電站（江蘇連云港，中俄合作）田灣核電站（江蘇連云港，中俄合作） 三門核電工程項(xiàng)目三門核電工程項(xiàng)目 （在建）（在建） 陽(yáng)江核電有限公司（在建）陽(yáng)江核電有限公司（在建） 到到2020年我國(guó)核電裝機(jī)容量將從目前的年我國(guó)核電裝機(jī)容量將從目前的850萬(wàn)千瓦增加萬(wàn)千瓦增加到到3600萬(wàn)千瓦，從目前的占全國(guó)電力裝機(jī)總?cè)萘康娜f(wàn)千瓦，從目前的占全國(guó)電力裝機(jī)總?cè)萘康?.3提升到提升到4。 中國(guó)第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖中國(guó)第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖原子彈之父原子彈之父奧本海默奧本海默在核爆觀測(cè)在核爆觀測(cè)站里感到十分震驚，他想起了印站里感到十分震驚，他想起了印度一首古詩(shī)度一首古詩(shī)漫天奇光異彩漫天奇光異彩有如圣靈逞威有如圣靈逞威只有一千個(gè)太陽(yáng)只有一千個(gè)太陽(yáng)才能與其爭(zhēng)輝才能與其爭(zhēng)輝我是死神我是死神我是世界的毀滅者我是世界的毀滅者23411120HHHe+ n+17.6MeV1 1、必須讓輕核的距離非常接近、必須