核工业基础知识y

核电站基础知识介绍
2020/6/8
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1.核燃料
天然的或人造的某些重原子核(如 U—235、Pu—239) 在受到中子撞击时裂变并放出大量能量
天然的铀矿中 U—235 的含量不足 1%，应先把它浓 缩成 U—235 含量达 3%以上的核燃料
一般压水堆核电站采用 U—235 富集度达 3%的陶瓷 型 UO2 作燃料
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5.核电站的特点
核 燃 料 的 利 用 为 人 类 开 辟 了 一 种 新 能 源 。 目 前 世 界 上这种新能源的开发已经具有一定规模，并显示出 强大的生命力。
与 煤 、 石 油 、 天 然 气 等 有 机 燃 料 相 比 ， 核 燃 料 有 许 多优点。
机，驱动汽轮机做功。
与 汽 轮 机 转 子 同 轴 相 联 的 发 电 机 转 子 产 生 旋 转 磁
场，在发电机定子线圈上产生感应电压和电流，向
外电网输送。
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7.压水堆核电厂与化石燃料电厂
反应堆临界是核电厂运行特点之一 核电厂反应堆内产生和积累有大量放射性物质 相当可观的堆芯剩余释热 核电厂系统、设备复杂 使用饱和蒸汽
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事 故 运 行 对 于 引 起 停 堆 和 专 设 安 全 设 施 动 作 的 事 故 ,核 电 站 通
过 驱 动 反 应 堆 停 堆 ,以 终 止 核 裂 变 能 量 继 续 产 生 ,并 通 过 向 堆 芯 提 供 应 急 冷 却 水 ,以 导 出 堆 芯 余 热 ,保 证 三 道 安 全 屏 障 的 完 整 性 ,必 要 时 也 可 以 提 供 应 急 电 源 ,供 安 全 设 备 使 用 ,以 保证核电站安全。

中学物理核能知识点解析核能(或称原子能)是通过核反应从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc² ，其中E=能量，m=质量，c=光速。

今天我要与大家分享的是：中学物理《核能》知识点解析。

具体内容如下:核能可通过三种核反应之一释放：1、核裂变，较重的原子核分裂释放结合能。

2、核聚变，较轻的原子核聚合在一起释放结合能。

3、核衰变，原子核自发衰变过程中释放能量。

核能俗称原子能，它是原子核里的核子——中子或质子，重新分配和组合时释放出来的能量。

核能分为两类：一类叫裂变能，一类叫聚变能。

核能有巨大威力。

1公斤铀原子核全部裂变释放出来的能量，约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能。

一座100万千瓦的核电站，每年只需25吨至30吨低浓度铀核燃料，运送这些核燃料只需10辆卡车;而相同功率的煤电站，每年则需要300多万吨原煤，运输这些煤炭，要1000列火车。

核聚变反应释放的能量则更巨大。

据测算1公斤煤只能使一列火车开动8米;一公斤裂变原料可使一列火车开动4万公里;而1公斤聚变原料可以使一列火车行驶40万公里，相当于地球到月球的距离。

原子及核世界上的一切物质都是由带正电的原子核和绕原子核旋转的带负电的电子构成的。

原子核包括质子和中子，质子数决定了该原子属于何种元素，原子的质量数等于质子数和中子数之和。

如一个铀-235原子是由原子核(由92个质子和143个中子组成)和92个电子构成的。

如果把原子看作是我们生活的地球，那么原子核就相当于一个乒乓球的大小。

虽然原子核的体积很小，但在一定条件下它却能释放出惊人的能量。

同位素质子数相同而中子数不同或者说原子序数相同而原子质量数不同的一些原子被称为同位素，它们在化学元素周期表上占据同一个位置。

简单的说同位素就是指某个元素的各种原子，它们具有相同的化学性质。

按质量不同通常可以分为重同位素和轻同位素。

铀同位素铀是自然界中原子序数最大的元素。

✓ 辐射损伤与许多因素有关，主要是辐射性质、剂 量、剂量率、照射方式、照射部位和范围等。
6.辐射防护的目的、原则及相关防护措 施
1.辐射防护的目的：防止发生有害的非随机效应，
而限制随机效应的发生率，使之合理达到尽可能 低的水平。
2.辐射防护的原则：实践的正当性；剂量限制和潜
在照射危险限制；辐射防护的最优化；剂量约束 和潜在照射危险约束；医疗照射指导水平。
射线类型 作用形式
α
γ、χ 光电、康普顿、电子对
中子
弹性、非弹性、吸收
材料选择原则 一般低 Z 材料 低 Z 材料+高 Z 材料
高 Z 材料、 含 H 低 Z 材料、 含硼材料
常用屏蔽材料
铝、有机玻璃、 混凝土、铅 铅、铁、钨 混凝土、砖 水、石蜡、含硼 聚乙烯
➢屏蔽方式 • 固定式：防护墙（迷路）、防护门、观察窗
2.相关术语解释
2.1 放射性 radioactivity 某些核素自发地放出粒子或γ射线，或在发生轨道电 子俘获之后放出X射线，或发生自发裂变的性质。
2.2 放射性核素 radionuclide 能够自发地放射各种射线的核素。
2.3 放射性污染 radioactive contamination 是指由于人类活动造成物料、人体、场所、环境介 质表面或者内部出现超过国家标准的放射性物质或 者射线。
表1 内、外照射的不同特点
照射方式 辐射源类型
危害方式
常见致电离粒子 照射特点
内照射
开放源
电离、化学毒性
α、β
持续
外照射
密封源
电离
高能β、γ、x、n
间断
2.9 吸收剂量 D absorbed dose 指当电离辐射与物质相互作用时，用来表示单位质量 的受照物质吸收电离辐射能量大小的物理量。

原子结构原子核外电子排布考点梳理1.了解原子构成。

了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。

2.了解元素、核素和同位素的含义，了解原子结构示意图的表示方法。

3.了解核外电子排布。

一、原子的构成1. 原子的构成原子的组成表示式：X，其中X为原子符号，A为质量数，Z为质子数，A－Z为中子数。

2．基本关系①质子数＝核电荷数＝核外电子数②阳离子中：质子数＝核外电子数＋电荷数③阴离子中：质子数＝核外电子数－电荷数④质量数＝质子数＋中子数3.元素、核素、同位素之间的关系如下图所示：元素、核素和同位素的概念的比较元素核素同位素概念具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子质子数相同而中子数不同的同一元素的原子或同一元素的不同核素范围宏观概念，对同一类原子微观概念，对某种元素的微观概念，对某种元素的原子而言。

因同位而言，既有游离态又有化合态一种原子而言素的存在而使原子种类多于元素种类特性主要通过形成的单质或化合物来体现不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各类数均不相同同位素质量数不同，化学性质相同；天然同位素所占原子百分比一般不变；同位素构成的化合物如H2O、D2O、T2O，物理性质不同但化学性质相同实例H、O 11H、21H、147N、146C、2412Mg 11H、21H、31H为氢元素的同位素二、原子核外电子排布1.电子层的表示方法及能量变化圆圈表示原子核，圆圈内标示出核电荷数，用弧线表示电子层，弧线上的数字表示该电子层的电子数。

要注意无论是阳离子还是阴离子，圆圈内的核电荷数是不变的，变化的是最外层电子数。

离核由近及远→电子能量由低到高2.核外电子分层排布的规律核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布，其主要规律有：(1)能量规律原子核外电子总是先排能量最低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。