《核反应堆工程》ppt课件

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1、核能开发与应用深圳大学核技术研究所赵海歌2010-2011学年第二学期课程介绍课程名称：核能开发与应用主讲：赵海歌电话：26536218，13058097906邮件：zhaohg@szu.edu.cn课件登录地址：zhaohg1226@126.com登录密码：zhaohg课程主要内容一、核燃料与核燃料循环二、核能的军事应用三、核反应堆工程核反应堆类型、核反应堆物理、核反应堆结构与材料、核反应堆安全四、核聚变概论参考书：核反应堆工程主编阎其昌哈尔滨工程大学出版社核能开发与应用编著马栩泉化学工业出版社课程考试要求考试形式：期末闭卷考试成绩分配：平时40

2、%，期末60%平时成绩考评：点名8分，课堂表现12分作业20分第一讲核燃料与核燃料循环第一章：核能概述核能是20世纪出现的一种新能源。自世界上第一座反应堆运行成功至今，不过经历了短短的70年的时间，但核能已经获得了很大的发展。当年费米领导启动的世界第一座反应堆功率仪为0.5W，后来也只达到200W，而据国际原子能机构公布的资料，到2002年11月，全世界核电的总装机容量已达356746Mw，占世界发电总装机容量的17％，加上研究性反应堆、生产反应堆、推动核动力船舰的反应堆所产生的核能，那就更多了。2002年，全世界正在运行的发电反应堆(核电机组)

3、442座，已建成用于推动核能舰船等的浮动核动力堆700多座，研究用反应堆651座，以及许多生产堆。目前，核能已占世界总能源消费量的6％。第一讲核燃料与核燃料循环第一章核能概述核能历史的简单回顾第一讲核燃料与核燃料循环第一章核能概述能量，c为光速)。1914年卢瑟福通过实验，确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子其质量力电子的1837倍。1919年卢瑟福用氮原子核(粒子)轰击氮原子核打出质子,首次实现了人工核反应。1932年英国物理学家詹姆斯·查德威克发现了中子。1934年法国核物理学家约里奥—居里夫妇用氦原子核轰击铝靶制得磷-30，首次获得人工放

4、射性同位素。1934年卢瑟福在静电加速器上用氖核轰击固态氖靶，第一次实现了核聚变反应。1938年德国放射化学家奥托·哈思及其助手弗里茨·斯特拉斯曼发现核裂变。1939年初，奥托·哈恩提出了“分裂核”的概念。上述工作奠定了现代核能发现与发展的基础.什么是核能?裂变能:是通过一些重原子核裂变释放出的能量。例如，一个铀-235原子核在中子的作用下裂变生成两个较轻的原子核，在这个过程中释放出的能量就是核能。核聚变能:是由两个轻原子核结合在一起释放出的能量。例如，氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)的原子核结合在一起生成氦(4He)，在这个过程中释放出

5、的能量就是核聚变能。目前工业应用规模的只有核裂变能，核聚变能只用于军用，即制造氢弹.受控核聚变或受控热核反应:通过有控制地缓慢地释放核聚变能达到大规模地和平利用叫做。受控热核反应迄今尚未实现工业化应用。核能分为两种，一种叫核裂变能，简称裂变能；一种叫核聚变能，简称聚变能。第一讲核燃料与核燃料循环第一章：核能概述第二章：核燃料与核燃料循环概述：核能的产生离不开核燃料。当前，产生核能(核裂变能)离不开铀、钚和钍这三种元素，铀和钍是存在于自然界的天然放射性元素，钚在自然界中并不存在，它是通过核反应生产出来的人工放射性元素。核燃料包括铀、钍和钚。目前，核能

6、的产生及应用，基本上是依靠铀这种核燃料，从铀矿的勘探和开采、铀的加工和精制、铀的转化、铀的同位素分离、核反应堆元件的制造、对反应堆用过的核燃料(叫做乏燃料)进行后处理以及对产生的放射性废物的处理与处置，形成了一个循环系统，叫做核燃料循环。核燃料循环构成了核能工业的基础。第二章：核燃料与核燃料循环1、链式裂变反应当中子撞击铀原子核时，一个铀核吸收了一个中子而分裂成两个轻原子核．同时发生质量亏损，因而放出很大的能量，并产生2—2个新中子。这就是核裂变反应。根源：稳定的原子核吸收中子后，变得不稳定了。在一定的条件下，由一个中子引起一个铀原子核裂变开始，新

7、产生的中子会继续引起更多的铀原子核裂变，这样一代代地传下去，像链条一样环环相扣，称为链式裂变反应。条件：一定的质量，热中子轰击第二章：核燃料与核燃料循环235U裂变反应式：X1、X2称为裂变碎片（裂变产物,放射性）。裂变产物：Zn至Dy（30号~66号元素）如：裂变能量：E=200MeV1g铀完全裂变：2500吨标准煤2.276104kW•h第二章：核燃料与核燃料循环2、核燃料：U-235(天然）、U-233、Pu-239第二章：核燃料与核燃料循环3、铀（U）1789年，德国化学家克拉普罗特发现（化合物）。1841年，法国化学家佩里戈特分离出元素

8、铀。铀是92号元素，原子序数为92，原子量为238，化学符号为U铀广泛分布在地壳和海水中，地壳中铀的平均含量约为2g/t，