新能源开发利用

1. 新能源开发利用

2. 核能

3. 1897从实验中发现了电子 1904年提出原子无核的“葡萄干面包”模型 约瑟夫∙约翰∙汤姆逊 Joseph John Thomson（1856－1940） 英国物理学家 第三任卡文迪许实验室主任 最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人 阴极射线（蓝色线）通过电场（黄色）被偏转，通过荷质比的测定，发现了电子。

4. 欧内斯特·卢瑟福 Ernest Rutherford（1871～1937） 英国实验物理学家 第四任卡文迪许实验室主任 1909年卢瑟福指导汉斯·盖革（Hans Geiger）和恩斯特·马斯登（Ernest Marsden）通过α粒子轰击8.6×10-6cm厚的金属薄片的散射实验，以验证汤姆逊的“葡萄干面包”模型，但发射2万颗α粒子有一颗偏转了90度，甚至有直接反弹回来，证明“葡萄干面包”模型有缺陷，必定有一个直径很小的原子核。 卢瑟福1911年提出有核原子行星模型

5. 1913年，波尔从实验事实出发，改进了卢瑟福的原子模型。波尔假设电子只能在原子内一些特定的轨道上运行，并且在这些轨道上运行时电子不辐射能量。1913年，波尔从实验事实出发，改进了卢瑟福的原子模型。波尔假设电子只能在原子内一些特定的轨道上运行，并且在这些轨道上运行时电子不辐射能量。 尼尔斯·玻尔 Niels Bohr（1885-1962） 丹麦物理学家 创建哥本哈根理论物理研究所

6. 电子 质子 欧内斯特·卢瑟福 Ernest Rutherford（1871～1937） 英国实验物理学家 第四任卡文迪许实验室主任 氢原子 1914年，卢瑟福用α粒子轰击氢原子，发现了氢的原子核中带正电的质子。1919年，卢瑟福用加速后的α粒子轰击氮原子，结果发现有质子从氮原子核中被打出，而氮原子也变成了氧原子。这可能是人类第一次真正将一种元素变成另一种元素。

7. 石蜡 James Chadwick（1891-1974） 1930年，玻特（M.Bothe)和贝克尔（H.Becker)用α粒子轰击铍原子核，发现有一种穿透本领十分惊人的射线射出来。当时人们猜想这种“铍射线”也是已知的γ射线。1931年，约里奥-居里夫妇重新研究了这种“铍射线”，用这种“铍射线”在轰击石蜡，结果发现这种射线能从石蜡中打出不少质子来，其行为完全不像γ射线，因为γ射线只能打出电子而不能打出质子来。消息传到英国，工作于卡文迪许实验室的查德威克立刻意识到，这种射线很可能就是由中性粒子组成的，用云室测定这种粒子的质量，结果发现，这种粒子的质量和质子一样，而且不带电荷。他称这种粒子为“中子”。查德威克因发现中子的杰出贡献，获得1935年诺贝尔物理学奖。 查德威克提出，在核中有一种极强的力，将所有的质子和中子束缚在一起。

8. 原子结构 原子是有原子核和电子组成。原子直径大约只有1×10-8cm，原子核更小，约为10-13cm。原子核带正电，它周围是数目不等的带负电的电子。每个电子都在自己特定的轨道上绕着原子核运动。原子核又是由质子和中子两种粒子组成的，质子带正电，中子不带电。质子所带正电荷的大小和电子所带负电荷的大小正好相等。质子的质量为1.007277原子质量单位，中子的质量为1.008665原子质量单位，而电子的质量仅为0.005486原子质量单位。原子中的中子数目有时会发生变化，含有不同中子数目的同一种元素的两个原子叫做同位素。

9. 安东尼·亨利·贝克勒尔（1852～1908） 法国物理学家 玛丽·居里（1867.11.7～1934.7.4) 法国物理学家 皮埃尔·居里(1859～1906) 法国物理学家 从数学物理学家庞加莱得知伦琴X射线，激发探索产生原因的兴趣，1896年发现铀盐能放射出穿透力很强的，并能使照相底片感光的一种不可见的射线，但与X射线不同，是铀的自放射性。 居里夫妇进一步研究放射性，并发现沥青铀矿中的放射性比已测得的铀的放射性还要强，于是大胆假设沥青铀矿中存在一种比铀放射性强得多的未知元素。1898年居里夫妇分离出放射性元素钋，1902年 居里夫妇经过4年的艰苦努力又分离出放射性元素镭。 1903年居里夫妇和贝克勒尔共享物理诺贝尔奖，以表彰他们对放射性的研究成果。

10. 欧内斯特·卢瑟福 Ernest Rutherford（1871～1937） 英国实验物理学家 第四任卡文迪许实验室主任 卢瑟福和助手索迪为揭示元素放射性本质，发现了镭衰变时放射出氦离子，射线就是带正电荷的氦离子流。1902年他们提出元素蜕变假说：放射性是由于原子本身分裂或蜕变为另一种元素的原子而引起的。他们根据放射性元素在自发地发射射线的同时，还不断地放出能量这一事实，提出了“原子能”的概念。 Frederick Soddy （1877一1956 ）

11. 重核裂变 Otto Hahn（1879~1968） 德国放射化学家和物理学家 Lise Meitner (1878~1968) 奥地利物理学家 1938年末，奥托·哈恩和另一位德国物理学家弗里茨·斯特拉斯曼合作，当他们用一种慢中子来轰击铀核时，竟出人意料地发生了一种异乎寻常的情况：反应不仅迅速强烈、释放出很高的能量，而且铀核分裂成为一些原子序数小得多的、更轻的物质成分。接着，梅特纳和弗里什提出用铀原子核分裂成两半的产物解释哈恩－斯特拉斯曼的实验结果，从而导致重核裂变的发现。这一人工核裂变的试验成功，开创了人类利用原子能的新纪元，奥托·哈恩也因此荣获1944年诺贝尔化学奖。

12. 核聚变 核聚变过程中质量亏损，产生能量

13. 氢弹 原子弹 阿尔伯特·爱因斯坦（1879.3～1955.4） 理论物理学家 1905年提出质能转换的理论

14. 链式裂变反应 重核裂变时发出的中子引起其他核的裂变，可以使裂变不断进行下去。链式反应使核能的大规模利用成为可能。 理论计算表明，1克铀裂变释放的能量相当于燃烧3吨煤释放的能量，况且这么多的能量要在非常非常短的时问里集中释放出来，所以它具有十分强大的爆炸能力，其威力相当于20吨TNT炸药。

15. 世界上第一座铀—石墨核反应堆 恩利克·费米 Enrica Fermi （1901-1954） 意大利出生的美籍物理学家 　 费米小组证明，铀核每次裂变产生的中子平均数可能是2，他们选择铀235和石墨作试验。在美国军方的支持下，开始了曼哈顿工程。这实际上是一座试验性的原子反应堆。　　这一工程是1941年12月开始的，费米选了芝加哥大学的一座运动场的看台下的网球场作为试验区。他和一大批物理学家以及工程技术人员研究了各种设计方案，他们认为，要实现自持的链式反应，必须解决两个问题。一是要找到合适的减速剂，把快中子变为慢中子，才能有效地激发核裂变；重水（即D2O）虽然效果好，但不易制备，成本太高。　　普通水（即Ｈ2O）也可以充当减速剂，但又减速太快，甚至还有很强的吸收效应，所以也不能用。费米建议用石墨。为此他和同事们做了大量实验，研究石墨的吸收中子和慢化中子的特性，另一问题是必须严格控制裂变反应的速率，使裂变既能不断进行，又不致引起爆炸。他们利用镉吸收中子的特性，把镉棒插入反应堆，通过调节镉棒深度，来控制裂变反应的速率。后来又想出把反应堆设计成立方点阵的方案，铀层和石墨层间隔地布置在方阵中。1942年12月1日，最后一层石墨和铀砖砌好，反应堆已达临界状态。次日上午，抽出控制用的镉棒，果然产生了自持的链式反应，当时得到的功率仅有0.5瓦。但这却是人类第一次实现了原子能的可控释放。从此人类开始了原子能利用的新纪元。

16. 曼哈顿工程 玻尔 奥本海默 费因曼 费米 费米小组于1942年12月2日在芝加哥大学建成了世界上第一座铀—石墨核反应堆 奥本海默领导的洛斯阿拉莫斯实验室可以看作是整个曼哈顿工程的“总装车间” 美国在曼哈顿工程中投入了巨大的人力、物力、财力，前后耗时三年，总计花费超过20亿美元

17. 原子弹投到长崎的落点 负责投掷原子弹的B29轰炸机 投向长崎的原子弹“胖子” 投向广岛的原子弹“小男孩”

18. 核能的和平利用 原子弹爆炸 可控核裂变 核电反应堆

19. 控制棒 燃料组件 压力容器 堆芯(活性区) • 功能 • 反应堆的心脏 • 产生自持链式核裂变反应 • 以热的形式释放裂变能 • 组成 • 核燃料组件：核燃料是由易裂变核素制成，通常还含有可转变核素 • 慢化剂：使中子慢化，仅热中子堆有 • 控制材料：控制中子数 • 控制棒组件 • 可燃毒物 • 可溶毒物 • 冷却剂：吸收热量 并带出堆芯

20. 燃煤电厂 核电

21. 核能发电原理

22. 世界核电发展历程

23. 实验示范阶段(1954-1965年) 1954-1965年间世界共有38个机组投入运行，属于早期原型反应堆，即“第一代”核电站。期间，1954年前苏联建成世界上第一座核电站—5MW实验性石墨沸水堆（见图）；1956年英国建成45MW原型天然铀石墨气冷堆核电站；1957年美国建成60MW原型压水堆核电站；1962年法国建成60MW天然铀石墨气冷堆；1962年加拿大建成25MW天然铀重水堆核电站。 世界第一座核电站 前苏联奥布宁斯克核电站

24. 高速发展阶段(1966-1980年) 1966-1980年间世界共有242个机组投入运行，属于“第二代”核电站。由于石油危机的影响以及被看好的核电经济性，核电得以高速发展。 期间，美国成批建造了500-1100MW的压水堆、沸水堆，并出口其他国家；前苏联建造了1000MW石墨堆和440MW、1000MW VVER型压水堆；日本、法国引进、消化了美国的压水堆、沸水堆技术；法国核电发电量增加了20.4倍，比例从3.7%增加到40%以上；日本核电发电量增加了21.8倍，比例从1.3%增加到20%。     法国PALUEL核电站

25. 减缓发展阶段(1981-2000年) 1981-2000年间，由于1979年美国三哩岛以及1986年前苏联切尔诺贝利核事故的发生，直接导致了世界核电的停滞，人们开始重新评估核电的安全性和经济性。为保证核电厂的安全，世界各国采取了增加更多安全设施、更严格审批制度等措施，以确保核电站的安全可靠。 美国三哩岛核电站 前苏联切尔诺贝利核电站事故现场

26. 核电技术发展

27. 开始复苏阶段(21世纪以来) 21世纪以来，随着世界经济的复苏，以及越来越严重的能源、环境危机，促使核电作为清洁能源的优势又重新显现，同时经过多年的技术发展，核电的安全可靠性进一步提高，世界核电的发展开始进入复苏期，世界各国都制定了积极的核电发展规划。美国、欧洲、日本开发的先进轻水堆核电站，即“第三代”核电站取得重大进展，有的已投入商运或即将立项。 田湾核电站 岭澳核电站

28. 世界各国核电发电比例 • • • • • • • • • • •

29. 世界各国核电运行机组数量 美国 法国 日本 俄罗斯 韩国 英国 印度 加拿大 德国 乌克兰 中国大陆 其它

30. 我国核电站发展 我国第一座核电站——浙江秦山核电站于1991年建成发电。

31. 中国核电站分布

32. 日本福岛核电站事故

33. 你对核电的观点？