4.4 核能的利用与环境保护 课件-福建省莆田第二中学2020-2021学年高二物理鲁科版选修3-5

第4节　核能的利用与环境保护 问题导引： 风能、潮汐能属于无污染能源,但能量的转化率较低,相比之下核能是一种高效的能源。在核电站中,为了防止放射性物质泄漏,核反应堆有三道防护屏障:燃料包壳、压力壳和安全壳,其中安全壳应选用哪种材料最好? 提示:混凝土。 一、核电站 核电站是使原子核的链式反应在人工的控制下进行,使释放的核能转化为内能,再由蒸汽轮机带动发电机转化为电能,使核能为人类的和平建设服务。 ★1.核电站的核心部位——核反应堆： 在人为控制下安全进行链式反应 核燃料：用浓缩铀制成的铀棒 ★2.核反应堆 慢化剂（石墨、重水和普通水）：使快中子 慢中子（热中子） 镉棒：吸收中子，控制反应速度 混凝土防护层 【例】　现有的核电站比较广泛采用的核反应之一是： (1)核反应方程中的γ是中微子，它不带电，质量数为零，试确定生成物锆(Zr)的电荷数与质量数． (2)已知铀(U)核的质量为235.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，钕(Nd)核质量为142.909 8 u，锆核质量为89.904 7 u；又知1 u＝1.660 6×10－27 kg，试计算1 kg铀235大约能产生的能量是多少？ 答案　(1)40　90　(2)5.06×1026 MeV 1.核反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它的主要组成部分是(　　) A.原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统 B.原子燃料、慢化剂、发热系统和传热系统 C.原子燃料、调速剂、碰撞系统和热系统 D.原子燃料、中子源、原子能聚存和输送系统 A 解析答案 解析　核反应堆的主要部分包括：①燃料，即浓缩铀235；②慢化剂，采用石墨、重水或普通水；③控制棒，控制链式反应的速度；④冷却系统，水或液态钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆的热量传输出去用于发电，故A正确，B、C、D错. 二、核武器 1.原子弹： 是一种没有减速剂、不加控制的链式反应装置． “小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑． 在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物