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核工程核能的用途核艦艇核動(dòng)力航母核電廠氫彈船用核動(dòng)力核電原子彈核武器原子彈爆炸的原理是什么?它是怎么造出來的?原子彈和氫彈有什么不同?為什么?“比一千個(gè)太陽還亮”“漫天奇光異彩,有如圣靈逞威,只有一千個(gè)太陽,才能與其爭(zhēng)輝。我是死神,我是世界的毀滅者。”“原子彈之父”奧本海默廣島的“小男孩”和長(zhǎng)崎的“胖子”
1945年8月6日美國(guó)向日本廣島投下原子彈,裝料為10公斤鈾235,當(dāng)量1.25萬噸TNT,因?yàn)樵搹椉?xì)長(zhǎng),被稱為“小男孩”。“小男孩”8月9日,美國(guó)又在長(zhǎng)崎扔下名為“胖子”的第二顆原子彈?!芭肿印蓖Ω蟮暮宋淦鳕D―氫彈的誕生第一次使用熱核反應(yīng)裝置的核聚變?cè)囼?yàn),1952年11月1日1952年11月1日,美國(guó)采用熱核反應(yīng)裝置,進(jìn)行了人類首次熱核反應(yīng)核聚變?cè)囼?yàn)。1954年3月1日,代號(hào)為“城堡行動(dòng)”的人類第一顆可投式氫彈試驗(yàn)成功。其爆炸力為千萬噸級(jí)TNT當(dāng)量,幾乎是廣島原子彈的1000倍。熱核武器的能量規(guī)模及殺傷力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了原子核裂變武器。氫彈空中爆炸的冷凝云埃尼威托克的核爆炸我國(guó)的第一顆原子彈1964年10月16日15時(shí)核軍備競(jìng)賽開始我國(guó)的第一顆氫彈1967年6月17日原子彈最大的核爆炸(氫彈)1949年8月29日,蘇聯(lián)在亞洲中亞西亞靠近塞米巴拉金斯克的地方爆炸了第一顆原子彈。
1952年11月1日美國(guó)首顆氫彈爆炸成功。英國(guó)、法國(guó)、中國(guó)分別于1952年10月、1960年2月和1964年10月爆炸了各自的第一顆原子彈。印度也1974年5月爆炸了它的第一個(gè)核裝置。巴基斯坦也已經(jīng)試爆了核彈。南非、伊拉克、伊朗、利比亞、朝鮮等國(guó)也有研制原子彈的計(jì)劃?,F(xiàn)在俄羅斯與美國(guó)各擁有大約6000至8000枚核彈頭,掌握著世界上絕大多數(shù)核武器。
核電廠會(huì)不會(huì)像原子彈一樣爆炸?切爾諾貝利核電站事故是怎么發(fā)生的?核電站的第4號(hào)核反應(yīng)堆在進(jìn)行半烘烤實(shí)驗(yàn)中突然失火,8噸多強(qiáng)輻射物質(zhì)泄露,其輻射量相當(dāng)于500顆美國(guó)投在日本的原子彈反應(yīng)堆有哪些類型?各是什么原理?核能在能源結(jié)構(gòu)中的地位和作用返回鈾、釷礦氘、鋰地球核能儲(chǔ)量40萬億噸2千多億噸所釋放的能量比全世界現(xiàn)有能源總量放出的能量大千萬倍.“無窮的能源”核裂變能核聚變能核裂變反應(yīng)核聚變反應(yīng)490萬噸275萬噸鈾礦石海洋核能--無窮的能源海洋核裂變能核聚變能鈾、釷礦石如全部利用,能供使用2400~2800年氘(來自海水)、鋰40萬億噸2千多億噸如實(shí)現(xiàn)可控核聚變,能供使用上千億年
返回二氧化碳CO2煤天然氣石油核能煤天然氣石油核能氮氧化物NOx二氧化硫SO2煤天然氣石油核能核能-清潔能源核電正是“最安全、最清潔、且經(jīng)濟(jì)效益最高的電力資源”核能:0核能:0核能:0地?zé)犸L(fēng)能太陽能核能非污染能的結(jié)構(gòu)水力加拿大皮克靈核電廠核電站日本美濱核電站核電站中國(guó)秦山核電站(浙江海鹽)核電站中國(guó)大亞灣核電站(廣東深圳)核能史話偉大的發(fā)現(xiàn)改變歷史的事件0.5核能史話原子模型原子原子的尺寸:10-10m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)同位素原子的放射性衰變衰變衰變物質(zhì)自發(fā)放出射線的性質(zhì)叫放射性也稱為核輻射圖1-27費(fèi)米認(rèn)識(shí)核能微觀世界的里程碑X射線天然放射性質(zhì)子和中子放射性物質(zhì)人工放射性α射線和β射線鈾裂變?cè)雍说慕M成核能與核能相關(guān)的偉大發(fā)現(xiàn)貝克勒耳居里夫人約里奧.居里夫婦費(fèi)米查德威克哈恩粗心的人是難有重要發(fā)現(xiàn)的,偉大的機(jī)會(huì)到來時(shí),常常被擦肩而過。因此,科學(xué)上想要有成就,必須首先養(yǎng)成善于細(xì)心觀察事物的習(xí)慣和本領(lǐng)。在科學(xué)上,決不能輕易地放過偶然出現(xiàn)的現(xiàn)象。近代微生物學(xué)奠基人巴斯德說過一句話:“在觀察的領(lǐng)域中,機(jī)遇只偏愛那種有準(zhǔn)備的頭腦?!睙o意中的偉大發(fā)現(xiàn)--
X射線1895年11月8日倫琴無意中發(fā)現(xiàn)陰極射線管中有射線可以穿過許多物體透視到熒光物質(zhì)上使其發(fā)光。12月22日,倫琴為夫人拍下了第一張x射線照片。未知的射線--x金戒指獲得第一枚諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)1895/12/22現(xiàn)代物理學(xué)的揭幕人威廉?倫琴返回1896年,亨利·貝克勒耳研究x射線時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)鈾鹽能自發(fā)永久地放出一種神秘的射線。人們把這種自發(fā)放出射線的性質(zhì)叫放射性。天然放射性的發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)形形色色的天然鈾礦石的形態(tài)鐳鈹。。。亨利·貝克勒耳原子科學(xué)發(fā)展的第一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)硫酸鉀鈾返回天然放射性極強(qiáng)的物質(zhì)--鐳的發(fā)現(xiàn)
1898年,居里夫婦發(fā)現(xiàn)含有鈾或釷的物質(zhì),都會(huì)有放射性,并發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)放射性物質(zhì)--鐳。1902年,居里夫婦從瀝青礦渣中提煉出釙、鐳
。居里夫婦鐳的射線強(qiáng)度是純鈾的九百倍揭開了原子時(shí)代的序幕返回α射線和β射線的發(fā)現(xiàn)1896年,盧瑟福發(fā)現(xiàn)鈾和釷的兩種輻射在強(qiáng)磁鐵被分開了三股“核子科學(xué)之父”
盧瑟福1899年,盧瑟福發(fā)現(xiàn)了鐳的兩種輻射穿透本領(lǐng)不同:第一種輻射不能貫穿比1/50毫米更厚的鋁片,但能產(chǎn)生顯著的電效應(yīng)。命名為α射線第二種輻射,能貫穿約半毫米厚的鋁片,命名為β射線。1902年,物理學(xué)家盧瑟福與化學(xué)家索迪合作在對(duì)鈾、鐳、釷等元素的放射性研究中,提出了放射性元素的衰變理論:放射性原子是不穩(wěn)定的,它們自發(fā)性地放射出射線和能量,而自身衰變成另一種放射性原子,直至成為一種穩(wěn)定的原子為止。這種特性即放射性。并提出了“原子能”的概念。盧瑟福因此獲1908年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)盧瑟福、索迪——元素衰變以后,盧瑟福和索迪等人進(jìn)一步研究放射性元素遞次變化(即衰變鏈系)的線索,發(fā)現(xiàn)如下衰變鏈:索迪因此及對(duì)同位素起源和性質(zhì)研究獲1921年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。元素衰變理論打破了自古希臘以來人們相信的原子永遠(yuǎn)是不生不滅的傳統(tǒng)觀念,而認(rèn)為一種元素的原子可以變成另一種元素的原子。盧瑟福、索迪——元素衰變返回原子核模型1911年,盧瑟福用α射線轟擊原子,發(fā)現(xiàn)中間有個(gè)“原子核”存在。核很小、堅(jiān)硬、很重并且?guī)д?。因此提出了原子核模型。?932年發(fā)現(xiàn)中子后,蘇聯(lián)的伊凡寧柯和德國(guó)的海森堡先后提出了原子核是由質(zhì)子和中子組成的模型(質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子)原子核“量子力學(xué)的奠基者之一”V·K·海森泊質(zhì)子中子盧瑟福返回質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)
1914年發(fā)現(xiàn)質(zhì)子(氫原子核)
1919年第一次人工核反應(yīng)
4He+14N→17O+1H盧瑟福原子“核子科學(xué)之父”盧瑟福盧瑟福用鐳發(fā)射的α粒子作“炮彈”,研究被轟擊的粒子的情況。1919年,終于觀察到氮原子核俘獲一個(gè)α粒子后放出一個(gè)氫核,同時(shí)變成另一種原子核的結(jié)果,14N+α17O+p
。這是人類歷史上第一次實(shí)現(xiàn)原子核的人工衰變,使古代煉金術(shù)士夢(mèng)寐以求的把一種元素變成另一種元素的空想變成現(xiàn)實(shí)。當(dāng)時(shí)盧瑟福寫了一本書就取名為《新煉金術(shù)》。人工衰變返回中子的發(fā)現(xiàn)
1920盧瑟福預(yù)言:原子核=質(zhì)子+“中性粒子”?
1930博特和貝克爾(德):α→Be產(chǎn)生穿透力強(qiáng)的射線(斷言γ)
1932約里奧·居里夫婦:α→Be產(chǎn)生“中性射線”,以為是γ射線。疑惑:
γ射線能量很高?1932查德威克讀了居里夫婦文章,馬上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。指出:
“中子的可能存在”
42He+94Be→126C+n(中子)查德威克原子科學(xué)發(fā)展的第二個(gè)重大發(fā)現(xiàn)1932年:海森伯和伊凡寧柯各自獨(dú)立地提出了原子核是由質(zhì)子和中子組成的核結(jié)構(gòu)模型。由于中子不帶電荷,不受靜電作用的影響,可以比較自由地接近以至進(jìn)入原子核,容易引起核的變化,因此,它立即被用來作為轟擊原子核的理想"炮彈"。探索原子核奧妙的鑰匙——中子中子的發(fā)現(xiàn)為核物理學(xué)開辟了一個(gè)新的紀(jì)元,它不僅使人們對(duì)原子核的組成有了一個(gè)正確的認(rèn)識(shí),而且為人工控制原子核提供了有效手段。它可以說是打開原子核奧秘的"鑰匙",在開發(fā)原子能的偉大事業(yè)中大顯身手。探索原子核奧妙的鑰匙——中子返回1934年約里奧.居里夫婦用射線打擊鎂、硼、鋁,發(fā)現(xiàn)在停止打擊后,這些元素還不斷地放出β射線。這些射線的強(qiáng)度逐漸減小,并遵守天然放射元素的衰變規(guī)律。人工放射性核素的發(fā)現(xiàn)約里奧.居里夫婦人工制造新物質(zhì)新、不穩(wěn)定返回裂變的發(fā)現(xiàn)
哈恩的實(shí)驗(yàn)桌哈恩確認(rèn)了中子轟擊鈾原子會(huì)產(chǎn)生新的較輕的元素1938年哈恩和斯特拉斯曼費(fèi)米原子核吸收一個(gè)中子只會(huì)變成下一個(gè)元素。原子核結(jié)合力太大,不可能分裂1938年約里奧.居里夫婦從被中子轟擊過的鈾中,測(cè)得了鑭的同位素1944年,哈恩因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了“重核裂變反應(yīng)”,榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。提出了鈾裂變的理論,并發(fā)現(xiàn)了裂變時(shí)放出核能1939年梅特涅與侄子弗里施返回“原子的火花”--鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)哈恩約里奧·居里在鈾核裂變釋放出巨大能量的同時(shí),還放出兩、三個(gè)中子來巨大能量返回第一顆原子彈-曼哈頓計(jì)劃
1942年美國(guó)啟動(dòng)了取名為“曼哈頓計(jì)劃”的制造原子彈計(jì)劃,由奧本海默負(fù)責(zé)。1945年7月16日,美國(guó)在新墨西哥州的一個(gè)30米高的鐵塔上,進(jìn)行了人類第一次核試驗(yàn)。核爆炸騰起的煙塵若垂天之云,極為恐怖。在半徑為400米的范圍內(nèi),沙石被熔化成了黃綠色的玻璃狀物質(zhì),半徑為1600米的范圍內(nèi),所有的動(dòng)物全部死亡。這顆原子彈的威力,要比科學(xué)家們?cè)烙?jì)的大出了近20倍?!霸訌椫浮眾W本海默1939年,愛因斯坦寫信給美國(guó)總統(tǒng)羅斯福,詳細(xì)闡述了研制原子彈的重要性。足球場(chǎng)看臺(tái)下的第一座核反應(yīng)堆
TheChicagoPile-11942年12月2日下午,美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室在芝加哥大學(xué)的足球場(chǎng)西看臺(tái)下的網(wǎng)球場(chǎng),世界上第一座原子核反應(yīng)堆“芝加哥”第一號(hào)(CP-1)開始運(yùn)行,揭開了人類利用原子能的序幕?!胺磻?yīng)堆之父”費(fèi)米“芝加哥”第一號(hào)“人類于此首次完成自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的實(shí)驗(yàn)并因而肇始了可控的核能釋放?!?/p>
核能和平利用的歷程1951年,美國(guó)利用一座生產(chǎn)钚的反應(yīng)堆的余熱試驗(yàn)發(fā)電1954年,蘇
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