核电站知识科普(一)
青岛市疾病预防控制中心2022-06-09 00:00:00.0信息来源:青岛疾控中心
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一、什么是核能
1、原子和原子核
原子是由质子、中子和电子组成的。世界上一切物质都是由原子构成的,任何原子都是由带正电的原子核和绕原子核旋转的带负电的电子构成的。原子的质量大部分都集在原子核里,一个原子的质量数就相当于其原子核的质量数,即质子数与中子数之和。一个铀-235原子有92个电子,其原子核由92个质子和143个 子组成。50万个原子排列起来相当一根头发的直径。如果原子比作一个巨大的宫殿,其原子核的大小只是一颗黄豆,而电子相当于一根大头针的针尖。
2、原子核内蕴藏着巨大能量
别看原子核小,它内部蕴藏的能量却不小。例如,核电站所用的核燃料有效成分是铀-235,如果能让1千克铀-235的原子核全部分裂成碎片(裂变),则它可以释放出相当于2700吨标准煤完全燃烧所放出的能量。由此可见,原子核内部蕴藏的能量是何等巨大。
3、核能与核裂变
核能铀-235原子核在 子的轰击下可以发生核裂变并同时释放出能量,此外,铀-233、钚-239等也产生核裂变反应,核裂变反应放出的能量就是核能。
核裂变 当一个铀-235原子核吸收了一个中子后,这个原子核由于内部不稳定而分裂成两个或多个质量较小的原子核(称为裂变碎片),这种现象叫作核裂变。每次核裂变可释放出约200兆电子伏能量和2-3个新的中子。
4、链式核裂变反应
中子撞击原子核引起原子核裂变,裂变的过程释放出能量,同时又产生了新的中子。新产生的中子引起新的原子核裂变,裂变反应连续不断地进行下去,同时不断产生新能量,这个过程就是链式核裂变反应。
由于每次核裂变可释放出2-3个新的中子,因此,只要条件适当,这些新的中子就可以使其它的原子核发生新的裂变,释放出更多新的中子,从而使核裂变反应持续进行下去,形成链式裂变反应,使原子核内的能量被源源不断地释放出来。