第一讲 核能

《核能及其应用》讲义一、核能的基本原理核能，这个看似神秘而强大的能源，其实源自于原子核内部的结构变化。

简单来说，核能的产生主要通过两种方式：核裂变和核聚变。

核裂变，就像是一个“拆分”的过程。

当重原子核（比如铀 235 或钚239）吸收一个中子后，会变得不稳定，进而分裂成两个或多个质量较小的原子核，同时释放出大量的能量和新的中子。

这些新产生的中子又会去撞击其他重原子核，引发链式反应，持续释放出巨大的能量。

核聚变则相反，它是一个“合并”的过程。

轻原子核（如氢的同位素氘和氚）在极高的温度和压力下，相互碰撞聚合形成较重的原子核（如氦），并在这个过程中释放出更为巨大的能量。

无论是核裂变还是核聚变，其释放的能量都远远超过了传统的化学能源，比如煤炭、石油和天然气。

这也是核能之所以具有如此强大能量的根本原因。

二、核能的应用领域核能的应用广泛，其中最为人们所熟知的当属核能发电。

在核能发电中，核反应堆是核心设备。

核反应堆通过控制核裂变反应的速度，将释放出的热能传递给冷却剂，冷却剂再将热量传递给蒸汽发生器，产生蒸汽驱动涡轮机转动，从而带动发电机发电。

与传统的火力发电相比，核能发电具有许多优势。

首先，核能发电的燃料能量密度高，少量的核燃料就能产生大量的电能。

其次，核能发电不会像火力发电那样排放大量的温室气体和污染物，对环境的影响相对较小。

然而，核能发电也面临着一些挑战和问题。

例如，核废料的处理和存放一直是个难题，需要采取严格的措施来确保其安全性。

此外，核电站的建设和运营成本高昂，对技术和安全要求极高。

除了发电，核能还在医疗领域发挥着重要作用。

在癌症治疗中，放射性同位素可以用于放疗，精准地杀死癌细胞，同时减少对周围健康组织的损伤。

此外，核能还用于医学诊断，如放射性同位素标记的药物可以帮助医生更清晰地了解人体内部的生理和病理过程。

在工业领域，核能可以用于辐照加工。

通过对食品、药品和医疗器械进行辐照，可以达到杀菌、消毒、保鲜和改性的目的，提高产品的质量和安全性。

《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，其实源于原子内部的微观世界。

在原子核中，蕴藏着巨大的能量。

当原子核发生变化时，比如裂变或聚变，就会释放出这种惊人的能量。

先说核裂变，就像一个大的原子核被“劈开”成两个或多个较小的原子核。

这一过程会产生大量的能量以及一些中子。

这些中子又能引发其他原子核的裂变，形成链式反应，持续释放能量。

核聚变则是把轻的原子核“聚合”在一起，变成较重的原子核。

比如，让氢原子核聚变成氦原子核。

核聚变产生的能量比核裂变还要巨大。

要理解核能的强大，我们可以通过一个简单的对比。

燃烧煤炭、石油等传统能源，只是原子之间的化学键被打破和重新组合，释放的能量相对较少。

而核能是原子核层面的变化，所以释放的能量要大得多。

二、核能的优点核能的出现为人类能源供应带来了诸多优势。

首先，核能的能量密度极高。

一小块核燃料所蕴含的能量，相当于数万吨煤炭所能提供的能量。

这意味着使用核能可以大大减少对燃料的需求和运输成本。

其次，核能是一种相对清洁的能源。

与传统的化石燃料发电相比，核能发电不会产生大量的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等污染物，对缓解全球气候变化和改善空气质量有着重要意义。

再者，核能具有较高的稳定性和可靠性。

一旦核反应堆建成并投入运行，它可以持续不断地提供电力，不受季节、气候和地理条件的限制。

三、核能的应用领域1、核能发电核能在发电领域的应用最为广泛。

核反应堆产生的热能通过蒸汽发生器转化为蒸汽，驱动涡轮机旋转，进而带动发电机发电。

目前，许多国家都拥有核电站，为社会提供了大量的电力。

2、核能在医疗领域的应用在医疗方面，核能也发挥着重要作用。

放射性同位素可以用于诊断和治疗疾病。

例如，碘-131 可用于治疗甲状腺疾病，钴-60 可用于癌症的放射治疗。

3、核能在工业领域的应用核能还可用于工业生产中的辐照加工。

通过对材料进行辐照，可以改变其性能，如提高材料的强度、耐腐蚀性等。

4、核能在农业领域的应用在农业领域，利用放射性同位素进行辐射育种，可以培育出更优良的农作物品种，提高农作物的产量和质量。

根据核反应堆所使用的不同载热剂和 减速剂，目前各国所使用的核反应堆可 以归纳为以下几种类型：
压水堆、 沸水堆、 重水堆、
轻水堆、 高温气冷堆。
4.原 子 弹ห้องสมุดไป่ตู้
（1）原子弹又称裂变弹，是利用 重元素原子核瞬发裂变链式反应 释放出的巨大能量来起杀伤破坏 作用的核武器。 （2）主要组成部分：核燃料、 引爆装置、中子反射层、中子源 和弹壳
5. 聚 较轻 变
原子 核聚 合成 重原 子核 的核 反应
85.每一年，我都更加相信生命的浪费是在于：我们没有献出爱，我们没有使用力量，我们表现出自私的谨慎，不去冒险，避开痛苦，也失去了快乐。――[约翰· B· 塔布] 86.微笑，昂首阔步，作深呼吸，嘴里哼着歌儿。倘使你不会唱歌，吹吹口哨或用鼻子哼一哼也可。如此一来，你想让自己烦恼都不可能。――[戴尔· 卡内基] 87.当一切毫无希望时，我看着切石工人在他的石头上，敲击了上百次，而不见任何裂痕出现。但在第一百零一次时，石头被劈成两半。我体会到，并非那一击，而是前面的敲打使它裂开。――[贾柯· 瑞斯] 88.每个意念都是一场祈祷。――[詹姆士· 雷德非] 89.虚荣心很难说是一种恶行，然而一切恶行都围绕虚荣心而生，都不过是满足虚荣心的手段。――[柏格森] 90.习惯正一天天地把我们的生命变成某种定型的化石，我们的心灵正在失去自由，成为平静而没有激情的时间之流的奴隶。――[托尔斯泰] 91.要及时把握梦想，因为梦想一死，生命就如一只羽翼受创的小鸟，无法飞翔。――[兰斯顿· 休斯] 92.生活的艺术较像角力的艺术，而较不像跳舞的艺术；最重要的是：站稳脚步，为无法预见的攻击做准备。――[玛科斯· 奥雷利阿斯] 93.在安详静谧的大自然里，确实还有些使人烦恼.怀疑.感到压迫的事。请你看看蔚蓝的天空和闪烁的星星吧!你的心将会平静下来。[约翰· 纳森· 爱德瓦兹] 94.对一个适度工作的人而言，快乐来自于工作，有如花朵结果前拥有彩色的花瓣。――[约翰· 拉斯金] 95.没有比时间更容易浪费的,同时没有比时间更珍贵的了，因为没有时间我们几乎无法做任何事。――[威廉· 班] 96.人生真正的欢欣，就是在于你自认正在为一个伟大目标运用自己；而不是源于独自发光.自私渺小的忧烦躯壳，只知抱怨世界无法带给你快乐。――[萧伯纳] 97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。 爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。――[J·E·丁格] 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。――[英国哲学家培根] 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。――[马塞尔· 普劳斯特] 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。――[罗丹] 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。――[托尔斯泰] 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候――。[叔本华] 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。――[梭罗] 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。――[威廉· 彭] 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。――[戴尔· 卡内基] 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。――[约翰· 罗伯克] 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。――[撒母耳· 厄尔曼] 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。――[卡雷贝· C· 科尔顿] 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。――[戴尔· 卡内基] 110.每天安静地坐十五分钟· 倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。――[艾瑞克· 佛洛姆] 111.你知道何谓沮丧---就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。－－[坎伯] 112.「伟大」这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。――[布鲁克斯] 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。――[罗根· 皮沙尔· 史密斯] 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。 ――[阿萨· 赫尔帕斯爵士] 115.旅行的精神在于其自由，完全能够随心所欲地去思考.去感觉.去行动的自由。――[威廉· 海兹利特] 116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。――[凯· 里昂] 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。――[B·C·福比斯] 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。――[迈可· 汉默] 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。――[奥古斯汀] 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。――[史迈尔斯] 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。――[C·H·K·寇蒂斯] 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。――[乔治桑] 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。――[约翰· 夏尔] 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。――[道格拉斯· 米尔多] 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度――。[老子] 126.在寒冷中颤抖过的人倍觉太阳的温暖，经历过各种人生烦恼的人，才懂得生命的珍贵。――[怀特曼] 127.一般的伟人总是让身边的人感到渺小；但真正的伟人却能让身边的人认为自己很伟大。――[G.K.Chesteron] 128.医生知道的事如此的少，他们的收费却是如此的高。――[马克吐温] 129.问题不在于：一个人能够轻蔑、藐视或批评什么，而是在于：他能够喜爱、看重以及欣赏什么。――[约翰· 鲁斯金]

应用：
核电站： 是利用可控链式反应释放出能量发电。
核心设备是反应堆。
使原子核的裂变在可控制的条件下缓慢进 行，释放的核能就可有效地利用。
核能的和平利用――核电站
思考：在电站工作过程中，能量是如何转化的？
核能 内能 机械能 电能
（2）聚变
● 科学家们发现，某些质量较小的原子 核结合成质量较大的原子核时，也能释放 出核能，这种现象叫做核聚变，简称聚变. ●聚变是获得大量核能的另一重要途径. ●前面讲过，原子弹是利用重核裂变现象制 成的.而另一种威力更大的核武器——氢弹， 则是利用轻核聚变现象制成的.
核聚变发电的优点：
１．能量巨大 ２．资源丰富 ３．成本低谦 ４．安全清洁无染污
核地狱——切尔诺贝利核电站
防核幅射：
１．为防止放射性灰尘沉降时随呼吸道吸 入人体内和降落到皮肤上，污染区的人要及 时戴好防毒面具或口罩。也可用湿毛巾捂住 口鼻，扎好裤口、袖口、领口，用雨衣、塑 料布及床单等就便物品把暴露皮肤遮盖起来， 转入安全地带。
轻核聚变 2个质量较小的原子核在高温高压条件
下聚合成质量较大的新核，同时释放出能量 的过程。
氢 弹――根据核聚变的原理制成。威力 比原子弹还大。
１９６ ４年10月 16日15时 （北京时 间），中 国第一颗 原子弹在 新疆罗布 泊爆炸成 功，中国 从此成为 核俱乐部 的第五个
成员。
１
196７年 6月17 日，中国第一 颗氢弹爆炸成
核能
一、核能（原子核能）
原子核是可以改变的，且在分裂和聚合过 程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核 能.
二、获得核能的途径
❖ （1）裂变
❖ （2）聚变
一、核能
原子核是可以改变的，且在有些改变的过