讲述了物理九年级第二十二章第2节《核能》课堂笔记
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物理九年级第二十二章第2节《核能》课堂笔记思维导图模板大纲
核能:在原子核发生变化时放出的能量. 。
核能发展历程
1905年,著名物理学家爱因斯坦发表了划时代的论文《论运动物体的电动力学》,提出了狭义相对论和著名的核动力公式E=mc2,为核能利用奠定了理论基础。
1919年,英国卢瑟福用α粒子轰击氮时发现质子。
1932年,查德威克发现中子
1934年,意大利物理学家费米用中子轰击原子核,发现原子核分裂产生能量很强。因此获38年诺贝尔物理奖。
重核裂变
即一个重核可裂变为两个中等质量的核,从而获得原子能。 1939年,费米进一步提出链式反应的概念。
轻核聚变
当两个或两个以上的较轻原子核,在极高的温度和极大的压力下非常靠近时,它们聚合在一起而形成一个较重的新原子核,同时释放出更为巨大的能量。
因为核聚变必须在极高的温度约1亿℃才会发生,所以也叫热核反应。
1933年,爱因斯坦移居美国。
1938年,费米逃往美国。 德国尚有普朗克、玻恩、海森堡、魏扎克、劳厄、哈恩、盖革等核物理专家。
1939年,爱因斯坦等科学家努力说服美国总统罗斯福抢在德国之前抓紧研制。
1940年,美国政府正式大量拨款,启动“曼哈顿工程”。
1943年1月-1945年7月,奥本海默主持研制。 曼哈顿工程:动员50万人,耗费22亿美元,占用全国三分之一的电力。
“小男孩”爆炸地点在广岛市中心偏西北处,爆炸威力相当于1.8万吨TNT炸药,顷刻间产生了30万度的高温,正处于爆炸中心的外科医院所有的人和设施转瞬就化为灰烬,距爆心半径一千米范围内的花岗岩都融化了,时速高达五六十千米的强烈冲击波将距爆心半径三千米范围内的所有建筑物,几乎全部摧毁!
8月9日,钚弹胖子投在长崎。
在爆心附近,没有留下任何人或物的痕迹,只是在地面上隐约残留着如同人体外形的阴影,广岛全城遍地焦土死尸枕籍相连。
市中心约12平方千米方圆几乎被夷为平地,全市76,328幢建筑物中,44.8万幢全部被毁,22117幢半毁,房屋损失达70%,日本官方统计当场死亡和失踪人数达78,150人,伤51,408人。
加上后来因辐射、烧伤而死亡的人数总计246,726人。
核反应堆:通过受控核裂变反应获得核能的装置,可控制裂变过程中产生的中子数等于各种过程消耗的中子数, 以形成稳定的链式反应速度和可控的核能输出。
1942年费米在芝加哥研制核反应堆。
1954年,苏联建成第一座小型原子能电站。
1956年,英国建成第一座小型原子能电站。
1957年,美国建成第一座小型原子能电站。
工作原理
先用泵把水压入核反应堆,在那里获得核裂变释放的核能,水被加热,内能增加,然后进入热交换器,在那里把热量传递给第二回路中的水,再被泵压回反应堆重新被加热。
在热交换器内,水被加热成高温高压蒸汽后,进入汽轮发电机先把内能转化成机械能,再获得电能。做功后的蒸汽内能都减少了,它将进入冷凝器冷却成水,再由泵压回热交换器重新加热成高压蒸汽。
裂变:用中子轰击比较大的铀核时,铀核变成两个中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量,这个过程就是裂变。
链式反应:在裂变过程中,会同时产生几个新的中子,这些中子又会轰击其他的原子核,这一过程不断进行下去,于是裂变能持续下去,并释放更多的核能,这就是链式反应。
应用:核反应堆、。
核电站:核电站利用核能发电,它的核心设备是核反应堆。核反应堆中发生的链式反应,是可以控制的。
爆炸时发生的链式反应是不加控制的。
聚变:如果将质量很小的原子核,如氘核和氚核,在超高温度下结合成新的原子核,会释放出更大的能能,这就是聚变。聚变又称热核反应。
应用:(不加控制的核聚变)
核聚变释放的能量更多,目前人类还无法控制核聚变。
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