原子物理學(xué)三核能-仁濟(jì)醫(yī)院靚次伯紀(jì)念中學(xué)

1、仁濟(jì)醫(yī)院靚次伯紀(jì)念中學(xué)原子物理學(xué) ( 三) 核能5.3核能核裂變?cè)雍诉M(jìn)行裂變反應(yīng)時(shí)會(huì)釋出能量原子核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)核聚變兩個(gè)原子核進(jìn)行聚反應(yīng)時(shí)會(huì)釋出能量聚變反應(yīng)是太陽能量的來源1仁濟(jì)醫(yī)院靚次伯紀(jì)念中學(xué)1. 核能 (nuclear energy)i) 簡(jiǎn)單理論? 核能可透過核裂變和核聚變兩種方法由原子核釋放出來。? 核裂變是一個(gè)重原子核，分裂成為多個(gè)較輕的原子核的過程。? 核顥變是兩個(gè)或多個(gè)輕原子核，結(jié)合成一個(gè)較重的原子核的過程。ii) 核裂變 (nuclear fission)a) 一個(gè)鈾 235 原子 (U 235 ) 被慢中子轟擊時(shí)會(huì)分裂成兩個(gè)較小的原子和若干個(gè)快中子，這程過程稱為核裂變。b)

2、連鎖反應(yīng) (chain reaction)? 當(dāng)一個(gè)鈾 235 原子被一個(gè)中子轟擊而分裂時(shí)，會(huì)發(fā)射幾個(gè)中子。? 這些中子會(huì)轟擊另外幾個(gè)鈾原子而使這幾個(gè)鈾原子裂變並發(fā)射更多的中子。? 這些中子又會(huì)轟擊更多其它的原子，如此推如下圖所示。這樣的過程稱為連鎖反應(yīng)。2仁濟(jì)醫(yī)院靚次伯紀(jì)念中學(xué)c) 原子彈爆發(fā)? 要是一塊鈾的大小超過了某一臨界體積 ( 大約相當(dāng)於一個(gè)網(wǎng)球小) ，將會(huì)發(fā)生不可控制的連鎖反應(yīng)而在短時(shí)間內(nèi)釋放出巨大的能量( 正如在原子彈爆發(fā)時(shí)的情形一樣 )。d) 核反應(yīng)堆 (nuclear reactor)? 如果使核裂變中的能量緩地釋放出來，那麼人類便可利用它們。現(xiàn)在，人類能夠在核反應(yīng)堆裏進(jìn)行受

3、控核裂變。3仁濟(jì)醫(yī)院靚次伯紀(jì)念中學(xué)iii) 有關(guān)核能的辯論 (the nuclear debate)a) 贊成意見? 利用核能可以節(jié)約行將耗盡的礦物能源 ( 煤，石油，天然氣 )。這些礦物能源可以節(jié)約下來 ，供第三世界的人們利用 ，或完全不利用 (以減少溫室效應(yīng) )。? 核電站對(duì)環(huán)境造成污染比燃煤發(fā)電廠更小 ，也不會(huì)產(chǎn)生 C02 及 S0 2 而造成酸雨。? 核廢物的數(shù)量小，且可以封閉在厚玻璃容器內(nèi)深埋儲(chǔ)存。? 核電廠發(fā)生意外的機(jī)會(huì)，比交通意外或墜機(jī)意外低。? 建築核電廠比傳統(tǒng)的發(fā)電廠成本高得多。但是，核電廠的燃料鈾的成本，則比傳統(tǒng)發(fā)電廠的燃料便宜。長(zhǎng)遠(yuǎn)來說，運(yùn)作核電廠比傳統(tǒng)的發(fā)電廠較為經(jīng)濟(jì)。

4、b) 反對(duì)意見? 自然界中的鈾也是有限的 。我們必須開拓如波動(dòng)能及太陽能等可重複使用的能源。這些能源可以降低對(duì)環(huán)境的污染。? 拋棄核廢物是不負(fù)責(zé)的，核廢物將污染我們的後代的生活環(huán)境。而且，核廢物還有漏的可能性。? 由於人為的錯(cuò)誤，切爾諾貝爾核電站爆炸。因此，意外一旦發(fā)生，後果不堪設(shè)想。4仁濟(jì)醫(yī)院靚次伯紀(jì)念中學(xué)iv) 核聚變 (nuclear fusion)? 核聚變的過程中，兩個(gè)或多個(gè)輕原子核結(jié)合成一個(gè)質(zhì)量較大的原子核時(shí)，也會(huì)釋放出大量能量。? 例如，兩個(gè)氘 ( 重氫 )原子核結(jié)合成一個(gè)氦 3(He 3)原子核時(shí)，會(huì)釋放出大量能量，及放出一個(gè)中子。?12 H + 12H24He + 01n? 進(jìn)行核聚變最困難之處，是要克服兩個(gè)均帶正電的核子之間的強(qiáng)大斥力，令兩輕核結(jié)合為一。兩核要抵抗強(qiáng)大斥力，須先具有很大的動(dòng)能，其中一個(gè)使輕核獲得足夠動(dòng)能的方法，是把它加熱至一億度的高溫。? 可是，盡管我們