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核能的应用内容课件PPT

  • 素材大小:1.20 MB
  • 素材授权:免费下载
  • 更新时间:2016-04-01
  • 素材类别:物理课件PPT
  • 素材格式:.ppt
  • 关键提要:核能
  • 素材版本:PowerPoint2003及以上版本(.ppt)
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这是一个关于核能的应用内容课件PPT,这节课主要是了解什么是核能?核能发电的优缺点,世界核电站排名,中国核电站分布,中国核能发展的趋势,盘点历史上的核泄漏事件等等介绍。欢迎点击下载哦。

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核能的应用内容课件PPT

PPT内容

核能的应用
——风险与机遇并存
什么是核能?
中文名称:
核能
英文名称:
nuclear energy
其他名称:
原子能
定义1:
由于原子核内部结构发生变化而释放出的能量。
所属学科:
电力(一级学科);核电(二级学科)
定义2:
核反应或核跃迁时释放的能量。例如重核裂变、轻核聚变时释放的巨大能量。
所属学科:
资源科技(一级学科);能源资源学(二级学科)
核能的发电原理
利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似,只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热,在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水,然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽,经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。
核能发电的优缺点
优点:
1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到                             大气中,因此核能发电不会造成空气污染。
2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。
3.核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,没有其他的用途。
4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用  的燃料体积小,运输与储存都很方便,一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送。
5.核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法为稳定。
缺点:
1.核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。
 2.核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏,故核能电厂的热污染较严重。
 3.核能电厂投资成本太大,电力公司的财务风险较高。
 4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。
 5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。
 6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态、及民众造成伤害
世界核电站排名
数量排名                               国家或地区                             核反应堆机组数量                     占总发电量份额(%)      1                                            美国                                             104                                              19.8
            2                                            法国                                              59                                 75.0
     3                                            日本                                              53                                               34.7      4                                            英国                                              35                                               28.9      5                                           俄罗斯                                            29                                               14.4      6                                            德国                                              19                                               31.2      7                                            韩国                                              16                                               42.8      8                                          加拿大                                             14                                               12.4      9                                          乌克兰                                             14                                               43.8     10                                           中国                                              12                                                2.0     11                                           印度                                              11                                                2.7    12                                            瑞典                                              11                                               46.8    13                                          西班牙                                              9                                                31.0    14                                          比利时                                              7                                                57.7
中国核电站分布
核资源利用
海洋核资源
核能是人类最具希望的未来能源。目前人们开发核能的途径有两条:一是重元素的裂变,如铀的裂变;二是轻元素的聚变,如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术,己得到实际性的应用;而轻元素聚变技术,也正在积极研制之中。可不论是重元素铀,还是轻元素氘、氚,在海洋中都有相当巨大的储藏量。
另外,“能源金属”锂是用于制造氢弹的重要原料。如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决,从海水中大规模提取重水一旦实现,海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。  
月球的核应用
  早在20世纪60年代末和70年代初,美国阿波罗飞船登月时,6次带回368.194千克的月球岩石和尘埃。科学家将月球尘埃加热到3000华氏度时,发现有氦等物质。经进一步分析鉴定,月球上存在大量的氦-3。科学家在进行了大量研究后认为,采用氦-3的聚变来发电,会更加安全。
  有关专家认为,氦-3在地球上特别少,但是月球上很多,光是氦-3就可以为地球开发1万-5万年用的核电。地球上的氦-3总量仅有10-15吨,可谓奇缺。但是,科学家在分析了从月球上带回来的月壤样品后估算,在上亿年的时间里,月球保存着大约5亿吨氦-3,如果供人类作为替代能源使用,足以使用上千年。
中国核能发展的趋势
核电站只需消耗很少的核燃料,就可以产生大量的电能,每千瓦时电能的成本比火电站要低20%以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量。例如,一座100万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨,而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨。核电的另一个优势是干净、无污染,几乎是零排放,对于发展迅速环境压力较大的中国来说,再合适不过。
中国正在加大能源结构调整力度。积极发展核电、风电、水电等清洁优质能源已刻不容缓。中国能源结构仍以煤炭为主体,清洁优质能源的比重偏低。
从核电发展总趋势来看,中国核电发展的技术路线和战略路线早已明确并正在执行,当前发展压水堆,中期发展快中子堆,远期发展聚变堆。具体地说就是,近期发展热中子反应堆核电站;为了充分利用铀资源,采用铀钚循环的技术路线,中期发展快中子增殖反应堆核电站;远期发展聚变堆核电站,从而基本上“永远”解决能源需求的矛盾。
盘点历史上的核泄漏事件
1957年10月10日:英格兰西北部的温德斯凯尔(现改名塞拉菲尔德)核电站的一座反应堆起火,释放出放射性云雾。数十人因遭受核辐射而罹患癌症死亡。
1979年3月28日:美国宾夕法尼亚州三里岛核电站制冷系统出现故障,致使核反应堆部分熔化,最终造成美国最严重的一次核泄漏事故,至少15万居民被迫撤离。
1986年4月26日:乌克兰切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸,造成30人当场死亡8吨多强辐射物泄漏。此次核泄漏事故使电站周围6万多平方公里土地受到直接污染320多万人受到核辐射侵害,是人类和平利用核能史上最大一次灾难。
1987年9月13日:巴西的大城市戈亚尼亚,一家私人放射治疗研究所乔迁,将铯-137远距治疗装置留在原地。两个清洁工进入该建筑,将源组件从机器的辐射头上拆下来带回家拆卸,造成源盒破裂,产生污染。14人受到过度照射,4人4周内死亡。约112000人接受监测,249人受到污染。数百间房屋受到监测,85间被污染。
1968年1月21日 :格陵兰图勒核弹泄漏导致大范围的放射性污染。
1993年4月6日:俄罗斯托姆斯克化工厂的一个装满放射性溶液的容器发生爆炸,释放出大量的放射性气体,泄漏的放射性物质污染面积达1000公顷,并引起大火附近的几个村庄被迫整体迁移。
1999年9月30日:日本东海村JCO公司的一座铀转换厂工人违反操作程序,把富集度18.8%的铀溶液(相当于含16公斤铀)直接倒入沉淀槽中。沉淀槽容纳的最大操作量限定为2.4公斤,其临界质量为5.5公斤。事故发生后1小时,周围γ剂量率为正常值的4倍,为此撤离厂区周围350米范围内的居民,厂房周围10公里范围内的居民不得出门,学校和医院关闭,农作物和蔬菜停止收割。
2011年3月12日,福岛第一核电站1号机组发生爆炸,周边居民紧急疏散。14日,福岛第一核电站3号机组发生爆炸。15日,4号、2号机组发生爆炸,当局宣布核泄漏风险上升,核电站周边居民紧急撤离。依据“国际核事件分级表”,原子能安全保安院18日把第一核电站核事件从4级提升至5级。   
苏联切尔诺贝利核泄漏
日本核泄漏
未来核能世界核能走向
核聚变研究是当今世界科技界为解决人类未来能源问题而开展的重大国际合作计划。与不可再生能源和常规清洁能源不同,聚变能具有资源无限,不污染环境,不产生高放射性核废料等优点,是人类未来能源的主导形式之一,也是目前认识到的可以最终解决人类社会能源问题和环境问题、推动人类社会可持续发展的重要途径之一。
核能开发价值
 核能俗称原子能,它是原子核里的核子——中子或质子,重新分配和组合时释放出来的能量。核能分为两类:一类叫裂变能,一类叫聚变能。核能有巨大威力。1公斤铀原子核全部裂变释放出来的能量,约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能。一座100万千瓦的核电站,每年只需25吨至30吨低浓度铀核燃料,运送这些核燃料只需10辆卡车;而相同功率的煤电站,每年则需要300多万吨原煤,运输这些煤炭,要1000列火车。核聚变反应释放的能量则更巨大。据测算1公斤煤只能使一列火车开动8米;一公斤裂变原料可使一列火车开动4万公里;而1公斤聚变原料可以使一列火车行驶40万公里,相当于地球到月球的距离。
    地球上蕴藏着数量可观的铀、钍等裂变资源,如果把它们的裂变能充分利用,可以满足人类上千年的能源需求。在大海里,还蕴藏着不少于20万亿吨核聚变资源——氢的同位元素氘,如果可控核聚变在21世纪前期变为现实,这些氘的聚变能将可顶几万亿亿吨煤,能满足人类百亿年的能源需求。更可贵的是核聚变反应中几乎不存在反射性污染。聚变能称得上是未来的理想能源。因此,人类已把解决资源问题的希望,寄托在核能这个能源世界未来的巨人身上了 。
国际热核聚变实验堆(ITER)计划
    “国际热核聚变实验堆(ITER)计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一,它的建造大约需要10年,耗资50亿美元(1998年值)。ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克,俗称“人造太阳”。2003年1月,国务院批准我国参加ITER计划谈判,经过三年谈判,2006年5月24日,经国务院批准,中国ITER谈判联合小组代表我国政府与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同草签了ITER计划协定,这七方包括了全世界主要的核国家和主要的亚洲国家,覆盖的人口接近全球一半。我国参加ITER计划是基于能源长远的基本需求。
总结
核能发电风险与机遇并存,任何事情都有利有弊,人类探索自身能源发展的道路是曲折的,我相信在未来核能一定会是人类我们高效安全的能源
再会

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