2021年6月19日,星期六
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核能的定义、事实、用途和优势

核能核能来自于反应堆中铀原子的分裂,产生热量将水转化为热能。


核能源

  • 核能源来自反应堆中铀原子的分裂,产生热量,将水转化为蒸汽,由涡轮发电机发电。
  • 它来自于原子核中的质能转化为包含原子核的物质的热能,并进行核反应。

核能的定义、事实、用途和优势

  • 这种能量转换的大小大约是108这个时间大于化学反应的时间。
  • 它是世界上最大的免费排放能源的来源。
  • 恩里科费米谁发明了核能。

核能的定义

  • 由原子核引起的核反应中释放的能量称为核能。
  • 它也被称为原子能因为它可以被认为是来自原子。

核反应的类型

  • 它可以通过两种核反应得到:-

1.核裂变

2.核聚变

1.核裂变

  • “裂变”这个词的意思是“分裂”成两个或更多部分。
  • 当低能中子轰击时,放射性原子的重核分裂成更小的核的过程称为核裂变。
  • 它产生了巨大的能量。
  • 通过用另外称为低能量中子轰击重核来进行核裂变进行动作缓慢的中子。

核能的定义、事实、用途和优势

  • 如。铀- 235用缓慢移动中子轰击原子,重铀核破裂以递送两种中等重量分子,钡- 139Krypton 94,随着解雇3个中子。该裂变反应可以以核方程的形式表示为: -

核能的定义、事实、用途和优势

  • 在铀的裂变过程中,大量的铀消失了,产生了巨大的能量。
  • 的裂变1原子铀- 235生产10比燃烧产生的能量多一百万倍1原子煤中的碳。
  • 这是由于质量转化为能量的转化。

控制核裂变反应

  • 核裂变的反应由硼制成的棒控制。
  • 硼有一个特性,它可以吸收中子。
  • 因此,当核裂变反应在硼棒存在下进行时。
  • 在连续的核裂变中产生的过剩中子铀- 235原子被硼棒吸收,因此不能引起进一步的裂变。
  • 因为这种受控的裂变反应铀- 235以缓慢、稳定和可控的速率释放热能,可用于核电站发电。

受控与非受控核反应的区别

美国没有。 控制核反应 不受控制的核反应
1. 在一个控制的裂变反应中每吸收一个中子,只有一个中子可用于进一步的裂变。 在一个不受控制的核武器链式反应,每吸收一个中子就产生三个中子。每个释放的中子进一步产生三个以上的中子,因此连锁反应持续到爆炸发生。
2. 受控裂变反应以稳定的速率进行。这能源释放可以用于有用的目的。 不受控制的裂变反应变得爆炸性和释放能源不能用于有用的目的。

爱因斯坦的大众能源关系

  • 它指出质量和能量是等同的,并且与等式有关: -

e =mc².

在那里,

E =的能量

m =大规模破坏

C =真空中的光速

  • 因为光速非常非常大,所以即使小质量被破坏,也会产生非常大的能量。
  • 质量的破坏发生在核反应中释放出巨大的能量。
  • 质量-能量方程,如果我们用千克表示质量(公斤)和每秒米的光速( 小姐 )然后,能量将遇到焦耳(j)。
  • 如。如果一堆1千克任何问题都可以在核反应中被破坏,然后产生的能量量爱因斯坦的方程为:

e =mc².

E = 1 × (3 × 108)²

E = 9 × 1016J

因此,1千克质量产生大量的能量1016J。

2.核聚变

  • 发现核融合过程20世纪30年代。
  • “融合”这个词的意思是“加入”&'结合'。
  • 两个较轻的元素的原子核结合成一个较重的原子核的过程称为核聚变。

核能的定义、事实、用途和优势

  • 聚变反应产生的能量比核裂变反应产生的能量要高得多。
  • 它只发生在非常高的温度下4 - 15万度。这就是为什么核聚变也被称为热核反应

典型的聚变反应是:-

  • 两个氘核之间的聚变反应形成氦 - 3.和一个中子。

核能的定义、事实、用途和优势

或者

  • 两个氘核与一个质子之间的聚变反应。

核能的定义、事实、用途和优势

或者

在那里,

t =海卫一,包含一个质子和两个中子的原子核

d =氘核,包含一个质子和一个中子的原子核

  • 两个高速碰撞的质子之间的聚变反应,导致一个中子,一个正电子和一个中微子的形成,也是核聚变反应。大量的能量也被释放出来。

核能的定义、事实、用途和优势

  • 在这个反应中,一个质子转化为一个中子和一个正电子(e+).

核裂变与核聚变的区别

S.NO。 核裂变 核聚变
1. 在核裂变过程中,一个重的原子核分裂成两个或更多个较轻的原子核。 在核聚变中,两个较轻的原子核结合形成一个较重的原子核。
2. 核裂变可以在所有温度下进行。 核聚变仅在非常高的温度下进行。
3. 它需要一定数量的燃料。 燃料量没有最小限制。
4. 核裂变的产物通常具有放射性。 核聚变的产物通常没有放射性。

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核能的事实

  • 它制作了809十亿千瓦时的电力2019.
  • 它提供了55%美国的清洁能源
  • 这是美国最可靠的能源。
  • 它有助于供电29的状态美国
  • 这种燃料密度极高。

核能利弊

美国没有。 凡好 缺点
1. 它用少量的燃料产生巨大的能量。 核废料释放出危险的辐射能量1,000年。
2. 核燃料将超过在其他发电厂燃烧的煤炭,油和天然气等化石燃料的时间长。 安全盯着废物是一个巨大的问题。
3. 核电站生产的清洁能源对空气和水污染几乎没有影响。 所有过去在美国制造的核废料40岁月可以弥补足球场,15英尺深。
4. 燃烧化石燃料的工厂产生了很多污染,包括酸雨。 核能有几个巨大的缺点。产生强放射性的高水平废物在数百年甚至数千年的时间里都是危险的。
5. 核能工作者穿着特殊的西装和呼吸器,污染辐射水平低。 没有任何核废料储存区对工人是完全安全的。此外,废弃物处理场必须有安全防护,防止入侵者进入。
6. 每生产一公斤核能,就相当于使用一公斤核能1,000磅的煤炭。 最后,随着当前的存储区域填满,我们应该为未来的核废物制造新的安全网站。

核能的危险

  • 与核反应相关的破坏性和有害影响被称为核危害。
  • 与核能产生的大多数物质都是放射性的。
  • 这些物质散发有害的辐射物。这些被称为核的辐射。
  • 核辐射对人体和植被具有非常有害的影响。
  • 核辐射对人体的有害影响有两种:-

1.体的影响

2.遗传效应

1.体的影响

  • 体细胞效应涉及损害导致癌症如疾病的身体细胞

2.遗传效应

  • 基因影响包括对受影响的人的基因的损害。
  • 这些影响非常严重,可能会遗传给下一代。

核能安全措施

  • 核反应堆应位于远离高人口区域的地方。
  • 核反应堆应具有厚厚的辐射吸收材料涂层,并封闭在厚实的混凝土罩中,以防止任何辐射泄漏。
  • 建筑物和核反应堆的整个结构应是地震防范。
  • 我们应该开始使用非传统的能量来源。

核能的用途

  • 用于发电领域。
  • 它们大多用于医学领域。
  • 它也被用于食品和农业领域。
  • 它被用于工业应用和消费产品。
  • 它们大多用于科学研究和空间领域。

核能的优势

  • 它从非常少量的核燃料中提供大量有用的能量。
  • 当原子燃料堆叠到反应器中时,原子力设备可以在伸展时继续向几年提供电力。没有要求在原子燃料上过度置于原子燃料。
  • 它不产生产生温室效应的二氧化碳或导致酸雨的二氧化硫之类的气体。

核能的缺点

  • 核反应的废物是放射性的放射性,以达到数千年来发出有害的核辐射。因此,安全地储存或丢弃核浪费是非常困难的。
  • 不当核废料储存或处置可以污染地球。
  • 核反应堆发生事故的风险。这种事故导致放射性物质泄漏,这可能导致植物,动物和自然造成严重损害。
  • 安装核电站的高昂费用和铀燃料的有限供应使核能的巨大范围的利用受到限制。

让我们了解更多

1.什么是核反应?

ANS.:-反应核的组成发生变化,形成较轻的元素的核,并同时释放大量的能量的反应称为a核反应。

2.化学与核反应之间的差异。

ANS.:-

S.NO。 化学反应 核反应
1. 在化学反应中,形成了新的化合物,但基本元素保持不变。 在核反应中,由于原子核的分裂或融合而形成新的元素。
2. 在化学反应中,只有电子配置的变化。 在核反应中,原子核的组成发生变化。
3. 能量是释放的顺序100 - 200 kJ。 它释放大量的能量I.e。1万焦耳。
4. 化学反应可以逆转。 核反应是不可逆的。
5. 化学反应的速度受温度和压力变化的影响。 当压力/温度改变时,对核反应的速率没有影响。

3.核能发电厂的组件是什么?

ANS.:-核能发电厂包括以下组件: -

核能的定义、事实、用途和优势

一个。核反应堆。这里,受控核裂变的一种可裂变燃料这样23592 u执行。

B。热交换器,反应堆与一个热交换器相连。在这里,反应堆产生的热量通过循环冷却剂被转移到水,冷却剂被泵回反应堆。

C。汽轮机,热交换器中产生的蒸汽用于运行蒸汽轮机。将蒸汽作为热水送回热交换器。

D。发电机(发电机)-汽轮机的轴与发电机相连。这样产生的电被送去传送。

4.为什么在核反应堆中不能进行核融合?

答:-核聚变反应在极高的温度下发生。这样高的温度在实验室里不可能在合理的时间内得到。此外,从技术上讲,目前还没有合适的材料能够承受如此高的温度。因此,不可能有一个基于核聚变原理的核反应堆。

5.什么是核辐射?

答:-由于天然放射性和核裂变产生的射线和粒子被统称为核的辐射。

  • 最常见的核辐射是

一个。α粒子

B。β(β)粒子

C。γ(γ)粒子

D。X - 光线

E。高能量中子

6.核能废物是如何产生的?

答:-核能废物的产生方式如下:-

一个。来自核反应堆

B。在开采放射性物质期间

C。在核燃料加工中心

D。在实验室和医院使用放射性同位素进行研究或医疗目的。

7.什么是氢弹?

答:-热核反应被用来制造一种大规模杀伤性武器氢弹。

外部链接

注释


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