核能的利用:
1、核电站
裂变反应速度可以比较容易地进行人工控制,因此现在国际上的核电站都是利用裂变放出能量。核电站具有污染小、可采储量大、比较经济的优点,但是一旦核泄漏会造成严重的核污染,核废料处理也很困难。
2、核武器
核能首先用于军事上,原子弹、氢弹等核武器就是将核反应瞬间释放的巨大能量作为武器的。原子弹是利用核裂变反应,瞬间释放巨大能量的核武器。利用氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应,瞬时释放出巨大能量的核武器成为氢弹。
核电站工作流程示意图(如图所示):
第一回路中的水被泵压入反应堆,通过堆芯时利用核反应放出的热来增加水的内能,水的温度升高。第一回路的水进入热交换器,把热量传给第二回路的水.然后又被泵压回到反应堆里。在热交换器内,第二回路中的水被加热生成高温高压蒸汽,驱动汽轮机运转。
相关高中物理知识点:α、β、γ射线
各种放射线的性质比较:
相关高中物理知识点:β衰变
β衰变:
β衰变方程:(核内)。
衰变:
相关高中物理知识点:半衰期
半衰期:
1、放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期。
2、计算式为:,N表示核的个数,此式也可以演变成或,式中m表示放射性物质的质量,n表示单位时间内放出的射线粒子数。以上各式左边的量都表示时间t后的剩余量。
3、半衰期由核内部本身的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关。
衰变次数的计算方法:
(1)根据β衰变不改变质量数,首先由质量数改变确定α衰变次数,然后根据核电荷数守恒确定β衰变次数。
(2)设放射性元素经过n次α衰变和m次β衰变后,变成稳定的新元素,则表示该核反应的方程为
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程:
以上两式联立,解得:
由此可见,确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。
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