《核電論文參考文獻(xiàn)》ppt課件

1、http:/ 搜集整理搜集整理核反響堆的物理根底n原子內(nèi)部特性n核裂變?cè)韓核聚變?cè)碓釉拥某叽纾?0-10m原子核的尺寸：10-15m電子質(zhì)子中子原子核132質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)電子電子 me = 9.1 me = 9.110-31 kg10-31 kg = 5.48 = 5.4810-4 u = 0.511 MeV/c210-4 u = 0.511 MeV/c2質(zhì)子質(zhì)子 mp = 1.007276 u = 938.256 MeV/c2 mp = 1.007276 u = 938.256 MeV/c2中子中子 mn = 1.008665 u = 939.550 MeV/c2

2、 mn = 1.008665 u = 939.550 MeV/c2 同一個(gè)元素家族，帶有不同的中子數(shù)，就是同位素。 同位素具有一樣的化學(xué)特性，但能夠有不同的物理特性 同位素中有的會(huì)放出射線，稱為放射性同位素或放射性核素，其他叫做穩(wěn)定同位素1H2H3H氘氚235U238U233U1322D3T1H核反響與化學(xué)反響的區(qū)別n核反響吸收或釋放出來(lái)的能量要比化學(xué)反響吸收或釋放出來(lái)的能量大得多，例如，一個(gè)鈾原子放射出射線的能量比一個(gè)碳原于熄滅釋放出來(lái)的能量幾乎大100萬(wàn)倍。 n核反響只涉及原子核，而與電子無(wú)關(guān)。n碳原子的核特性是一樣的，無(wú)論是純真的碳還是碳與其他元素的化合物二氧化碳、石蠟、碳?xì)浠衔锏?。n

3、中子俘獲n用中子作“炮彈去轟擊原子核，即中子擠進(jìn)原子核的過(guò)程 n中子核反響nn，反響nn，p 反響nn，反響nn，n反響nn，2n反響nn，f反響質(zhì)子中子粒子，氦原子核n核力具有短程強(qiáng)相互作用的才干n它比電磁相互作用強(qiáng)130倍左右，作用間隔只在臨近核子之間 原子核的尺寸：10-15m原子的尺寸：10-10mn愛(ài)因斯坦指出：n質(zhì)量只是物質(zhì)存在的方式之一n另一種方式就是能量n能量和質(zhì)量的簡(jiǎn)單關(guān)系： nE=mc2質(zhì)量能量n原子核的質(zhì)量，不等于核內(nèi)中于和質(zhì)子質(zhì)量之和。n單個(gè)核子組成原子核時(shí)，由于核子間強(qiáng)大的核力作用，迫使核子相互強(qiáng)力碰撞而緊緊地結(jié)合時(shí)，發(fā)生了質(zhì)量濺射n核子在結(jié)合構(gòu)成原子核前后的質(zhì)量差值

4、，稱為質(zhì)量虧損n按質(zhì)能方程，這部分質(zhì)量就對(duì)應(yīng)于核子在結(jié)合時(shí)放出的能量，稱為原子核的結(jié)合能AOAFe平均給合能DEFBCn自發(fā)裂變:無(wú)需外界作用，就有自發(fā)分裂的趨勢(shì)。自然界中某些質(zhì)量數(shù)很大的原子核，如鈾-236，有自發(fā)裂變的景象。n誘發(fā)裂變：在中子轟擊下發(fā)生的裂變。 n鏈?zhǔn)搅炎兎错懀毫炎冞^(guò)程中，有中子釋放出來(lái)，這樣就能夠構(gòu)成鏈?zhǔn)降牧炎兎错懀瑥亩丛床粩嗟禺a(chǎn)生核能。鈾-235,平均每次裂變放出2.4個(gè)中子，同時(shí)放出大約200兆電子伏的能量 圖2-7 液滴裂變機(jī)制表示圖原子核液滴分裂模型原子核液滴分裂模型裂變臨界能核裂變是中子轟擊原子核，原子核接受中子后變得不穩(wěn)定，從而分裂。 復(fù)合核從變形到分裂需求

5、能量，所需的最小能量稱為裂變臨界能量。 易裂變的資料外部入射的自在中子資料的裂變臨界能量小于入射中子的能量復(fù)合核復(fù)合核天然鈾天然鈾UPaThnTh23392233912339023290PuNpUnU23994239932399223892 n定義：在鈾-235裂變反響時(shí)，會(huì)構(gòu)成60余種不同的碎片，經(jīng)過(guò)衰變產(chǎn)生約250種不同的核素，稱為裂變產(chǎn)物 n鈾-235的裂變產(chǎn)物質(zhì)量數(shù)分布概率曲線呈現(xiàn)出兩個(gè)明顯的峰，分別位于質(zhì)量數(shù)為65和140附近n鈾-233和钚-239的裂變產(chǎn)物質(zhì)量數(shù)分布概率曲線與鈾-235的非常接近反響堆能實(shí)現(xiàn)控制的決議性條件！快中子快中子0.1Mev99.3%99.3%瞬發(fā)中子瞬發(fā)

6、中子0.65%0.65%緩發(fā)中子緩發(fā)中子慢中子慢中子(0.1ev) 裂變后幾分鐘幾小時(shí)內(nèi)逐漸釋放出來(lái) 平均能量約在0.5兆電子伏左右n反響前后的質(zhì)量 nBaKrUnU21395645362369223592裂變前裂變前質(zhì)量質(zhì)量(u)(u)裂變后裂變后質(zhì)量質(zhì)量(u)(u)235U235.12495Kr94.945n1.00867Ba.9552n2.01734總計(jì)總計(jì)236.13267235.917質(zhì)量虧損：質(zhì)量虧損：236.132 67-235.917236.132 67-235.9170.2150.215u u n一個(gè)鈾-235核裂變方式產(chǎn)生的能量n己知1u的總能量為931兆電子伏n 0.21

7、5931=200兆電子伏n裂變能的存在方式n裂變能的大部分約80是以碎片動(dòng)能的方式出現(xiàn)的。它們很快被周圍的介質(zhì)減速，將能量逐漸交給介質(zhì)。n約有20的能量由瞬時(shí)射線和中子帶走。其他的能量隨著裂變產(chǎn)物的放射性衰變，經(jīng)過(guò)和輻射的方式逐漸放出。n1克鈾-235核裂變釋放的能量n1克鈾-235的原子數(shù)為：n 6.0231023235.14=2.5621021n1克鈾-235核全部裂變時(shí)，釋放出的總能量為：5.131023兆電子伏，它相當(dāng)于8107千焦熱量，而熄滅1克規(guī)范煤平均只能得到29千焦的熱量n鈾235裂變釋放出的能量比熄滅煤大270萬(wàn)倍比較比較 : 裂變能裂變能 n + 235U X + Y+ E

8、 200 MeV 化學(xué)能化學(xué)能 C + O2 CO2 + E 4 ev 汽油與氧的爆炸，一個(gè)分子釋放汽油與氧的爆炸，一個(gè)分子釋放 40-50 eV TNT 爆炸本身釋放能量，每個(gè)分子爆炸本身釋放能量，每個(gè)分子 30 eVn自持式鏈?zhǔn)搅炎兎错懽猿质芥準(zhǔn)搅炎兎错憂核爆炸原理核爆炸原理n每次反響產(chǎn)生每次反響產(chǎn)生2.5個(gè)中個(gè)中子引起下次反響子引起下次反響 n可控鏈?zhǔn)搅炎兎错懣煽劓準(zhǔn)搅炎兎错憂核電廠反響堆原理核電廠反響堆原理n控制發(fā)生裂變的中子控制發(fā)生裂變的中子數(shù)數(shù) ，控制反響速度，控制反響速度 如何才干使鏈?zhǔn)椒错懖蛔兂稍訌椝频脑谒查g倍增，而是維持不變的核反響速率？必需保證每次裂變放出的中子只需一個(gè)用

9、于其它核素的裂變方法是：設(shè)法用非裂變方法將裂變放出的多余中子搶走一定要維持一定量的中子數(shù)，才干保證鏈?zhǔn)椒错懷永m(xù)中子的產(chǎn)生其它資料中子的吸收構(gòu)造資料裂變資料臨界體臨界體積積核電站主控室只需運(yùn)用更大的力才干使兩者相互接近庫(kù)侖力只需當(dāng)兩個(gè)原子核相互接近到達(dá)約萬(wàn)億分之三毫米時(shí)核力才干起作用，氫的各種同位素的質(zhì)子數(shù)最少，所以相互間靜電斥力最小，在人工的條件下最容易聚變。氘氘氚氚氦氦中子中子10423121nHeHHn定義：由兩個(gè)輕核聚合成一個(gè)原子核同時(shí)釋放出宏大能量的過(guò)程稱為原子核的核聚變，又稱為熱核反響。 n結(jié)合能：計(jì)算闡明，將兩個(gè)氘核聚合成一個(gè)氦-4核時(shí)，可以釋放出約20兆電子伏的聚合能，這比一樣質(zhì)量的鈾核分裂所放出的能量大4.7倍。 n一些較輕的原子核，如氫、氘、氚等最容易釋放出聚變能。例如氘氚反響是最有希望的一種聚變反響：n nHeHH423121eV102.48+20n+HHe+HeH5 eV101.76+10n+HeHH+ eV104+HH+HH+ eV103.2+10n+HeHH+ eV102.67+e20+HeH4 71132422