第十讲核能及材料
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《核能》演讲稿——Dismark在做讲解之前,我先介绍一下我们的团队。
我们的团队叫Dismark,团队成员有:拓、黄、刘、杨、韩、杨这次课题的任务分工是:资料收集:刘、杨PPT的制作:拓、韩演讲稿的整理:黄、杨PPT的讲解:黄、韩、杨、刘对于核能的知识学习,我们组打算从四个方面介绍。
首先是核能的基础知识介绍,第二部分是核能的发展和利用,其次是核能的危害,最后是核能的前景。
第一部分:核能的介绍(主讲人:黄)看到核能,我们首先能想到的是什么呢?下面,让我们来看一些图片,初步认识一下什么是核能。
(第6、7页ppt展示)看完这几幅图片,大家是不是感觉蘑菇云真的太漂亮了?但是漂亮的背后也有很惨痛的历史。
1937年,日本发动全面侵华战争后,又与德国、意大利结成法西斯轴心国同盟,发动太平洋战争,入侵东南亚,妄图实现其独霸东亚、称霸世界的野心。
为促使发动侵略战争的日本尽快投降,美军于1945年8月6日和9日分别向日本广岛和长崎投下原子弹。
当年8月15日,日本宣布投降。
在核弹爆炸以后,广岛市80%的建筑物化为灰烬,6.8万人当场丧生,这结果一点也不亚于汶川地震,甚至比汶川地震的后遗症还要严重。
大家看,5年后因原子弹死亡人数达到24.7万人;长崎市60%的建筑物被摧毁,当场伤亡8.6万人,5年后共死亡14万人。
该地区核爆炸的幸存者也不同程度受到放射性污染,患了各种怪异的后遗症,在随后几年中,又有大批人痛苦地死去。
大家看,这是爆炸后的日本长崎市,这都是多年后拍的照片了,这里任然一片荒芜。
下面这张是广岛废墟中的工商业区建筑残骸:1945年8月6日原子弹爆炸,广岛市的工商业建筑区离爆心投影点相对较远,但也变成一片废墟,这些建筑废墟被有意保存下来作为历史的见证。
看到这张图,大家都被吓到了吧?这是一位核弹战争后的幸存者。
看到这儿,核能既能爆发出那么漂亮的蘑菇云,又有那么大威力!那究竟什么是核能呢?下面我们来看一下,核能是什么!原子能又称“核能”。
序言:对于人类来讲,刚刚过去的20世纪无疑是历史上最重要的一个世纪。
在这100年中,爆发了两次世界大战,而战争又促进了社会的剧烈变革。
各殖民地国家和封建国家纷纷独立,世界格局重组。
社会的变革又引发了科学技术的飞速发展:远征南北极点,登上月球,实现太空行走,计算机广泛应用,制造出一大批高科技产品,使人类由工业时代跨入信息时代。
而规模最大、国际性最强、影响最深远的无疑是原子能。
它给人类带来巨大的能量,使许多不可能变成可能。
下面,就让我们重返20世纪,重新回到核能被发现的时代。
原子能的开拓:1896年法国物理学家贝克勒尔发现了放射性,人类第一次想到利用原子自身的能量。
质能方程:1905年,爱因斯坦提出了著名的质能方程,核裂变就是以此为基础的。
在此之前,科学家们认为质量与能量是互不相干的,这是由于经典力学中伽利略变换的影响。
质能方程表述了质量和能量之间的关系,说明物质可以转变为辐射能,辐射能也可以转变为物质。
这一现象并不意味着物质会被消灭,而是物质的静质量转变成另外一种运动形式,所以不违背质量守恒定律与物质不灭定律。
它指出,静止粒子内部仍然存在着运动。
一定质量的粒子具有一定的内部运动能量,反过来,带有一定内部运动能量的粒子就表现出有一定的惯性质量。
说明在基本粒子转化过程中,有可能把粒子内部蕴藏着的全部静止能量释放出来,变为可以利用的动能。
基于这个方程,原子能的利用已经变成了可能。
核反应堆:1941年底,费米在哥伦比亚大学主持建造了世界上第一座原子反应堆,实现了自持式链式反应,为制造原子弹迈出了决定性的一步。
1942年12月2日,在芝加哥,费米指导下设计和制造出来的核反应堆首次运转成功。
这是原子时代的真正开端,因为这是人类第一次成功地进行了一次核链式反应。
费米在曼哈顿工程中作为一位主要的科学顾问,继续发挥着重要的作用。
费米的主要贡献在于他在发明核反应堆中所起的重要作用。
十分显然,这项发明的主要功劳应归于费米。
《核能》讲义一、核能的定义与原理核能,也被称为原子能,是通过核反应从原子核释放的能量。
这一能量的释放基于爱因斯坦著名的质能方程 E=mc²,即能量(E)等于质量(m)乘以光速(c)的平方。
原子核由质子和中子组成,当原子核发生变化时,如裂变或聚变,会伴随着质量的损失,而这些损失的质量就会以巨大能量的形式释放出来。
裂变是目前核能利用中最常见的方式。
例如,铀-235 等重原子核在吸收一个中子后会分裂成两个或多个质量较小的原子核,同时释放出中子和大量的能量。
这些释放出的中子又能继续引发其他原子核的裂变,从而形成链式反应。
聚变则是将轻原子核(如氢的同位素氘和氚)聚合在一起形成较重的原子核(如氦),在此过程中也会释放出巨大的能量。
但实现可控核聚变目前仍面临诸多技术挑战。
二、核能的优点1、能量密度高核能具有极高的能量密度。
少量的核燃料就能产生大量的电能。
相比之下,传统的化石燃料需要消耗大量的物质才能获得相同的能量输出。
这意味着核能在提供相同能量的情况下,所需的燃料量相对较少,减少了对资源的需求和运输成本。
2、低碳排放核能发电过程中几乎不产生二氧化碳等温室气体。
在全球应对气候变化的背景下,核能作为一种低碳能源,对于减少温室气体排放、缓解全球变暖具有重要意义。
3、可靠性高核反应堆可以持续运行较长时间,只要维护得当,能够提供稳定的电力供应,不受天气、季节等自然条件的影响。
这使得核能在保障能源供应的稳定性方面具有优势。
4、占地面积小与其他一些能源形式(如太阳能和风能)相比,核电站所需的占地面积相对较小。
这在土地资源紧张的地区具有重要意义。
三、核能的缺点1、核废料处理问题核反应产生的放射性废料具有高度危险性,需要妥善处理和长期储存。
目前,核废料的处理仍然是一个尚未完全解决的难题,长期储存的安全性和环境影响令人担忧。
2、安全风险尽管现代核电站采取了多重安全措施,但仍存在发生严重事故的可能性,如切尔诺贝利和福岛核事故,给人类和环境带来了巨大的灾难。
《核能及其应用》讲义一、核能的基本原理核能,这个听起来神秘而强大的能源形式,其实源于原子核内部的结构变化。
简单来说,就是通过某些方式使原子核发生分裂或聚合,从而释放出巨大的能量。
原子核由质子和中子组成。
当原子核发生裂变,比如铀-235吸收一个中子后分裂成两个较小的原子核,并同时释放出两到三个中子和大量的能量。
而这些释放出的中子又能继续引发其他铀-235原子核的裂变,形成链式反应,持续释放出更多的能量。
核聚变则是让轻原子核,比如氢的同位素氘和氚,在极高的温度和压力下聚合在一起形成较重的原子核,如氦原子核,并释放出巨大的能量。
二、核能的优点核能具有许多显著的优点,这使得它在能源领域中占据着重要的地位。
首先,核能的能量密度极高。
少量的核燃料就能产生大量的能量。
与传统的化石燃料相比,核能所需的燃料量极少,就能持续供应大量的电力。
其次,核能是一种相对清洁的能源。
在正常运行情况下,核能发电不会像燃烧化石燃料那样产生大量的温室气体和污染物,对缓解气候变化和改善环境质量具有重要意义。
再者,核能的供应相对稳定。
不像太阳能和风能等可再生能源受到天气和季节的影响,核电站可以持续稳定地运行,为电网提供可靠的电力支持。
三、核能的应用领域1、核能发电核能发电是目前核能最主要的应用领域。
核电站通过核反应堆将核能转化为热能,再通过蒸汽轮机将热能转化为机械能,最后通过发电机将机械能转化为电能。
核电站的建设和运营需要严格的安全标准和监管措施,以确保核辐射不会对环境和公众造成危害。
目前,许多国家都在积极发展核能发电。
一些国家如法国,其核能发电占总发电量的比例相当高。
我国也在稳步推进核电站的建设,以满足日益增长的电力需求。
2、核能在医学中的应用核能在医学领域也有着广泛的应用。
放射性同位素可以用于诊断和治疗疾病。
例如,碘-131 常用于甲状腺疾病的诊断和治疗,钴-60 可用于肿瘤的放射治疗。
正电子发射断层扫描(PET)技术利用放射性同位素标记的药物,能够帮助医生更准确地诊断癌症和其他疾病。