第二十二章 · 能源和可持续发展核能


1．原子结构H2O分子　　以水分子为例：它由一个氧原子和两个氢原子组成。一、核能


H　　原子由原子核和核外电子组成。　　（1）氢原子由原子核和一个核外电子组成。　　原子核有一个质子，质子带正电荷，核外电子带负电荷。二者电荷量相同。


O　　（2） 氧原子由原子核和八个核外电子组成。　　原子核有八个质子和八个中子，由于中子不带电，所以正负电荷量仍然相同。


　　质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。2．核能　　质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。


1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生了裂变。 1 kg铀全部裂变，释放的能量超过2 000 t煤完全燃烧时释放的能量。　　用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。　　外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样才能让裂变连续下去呢？1．发生裂变的条件二、裂变


那么，地球上的能源是否是无尽的呢？　　将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么？2．链式反应　　用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会连续轰击其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。想想议议


　　核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。　　1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可掌握的铀核裂变。　　目前，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的1/5。3．核电站利用核能发电


　　链式反应如果不加以掌握，大量原子核就在一瞬间发生裂变。释放出极大的能量。　　在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加掌握的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。


　　将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能。氘氚氦核中子　　氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能释放大量核能。这一过程就是聚变。三、聚变能量聚变


　　氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。　　可控聚变尚未实现，海水中隐藏着丰富的氘核，科学家预言，通过可控聚变来利用核能，将有望彻底解决人类能源问题。


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