核裂變和聚變課件匯報(bào)人：XX目錄01核裂變基礎(chǔ)概念02核聚變基礎(chǔ)概念03核裂變與聚變比較04核裂變技術(shù)應(yīng)用05核聚變技術(shù)應(yīng)用06核裂變與聚變的環(huán)境影響核裂變基礎(chǔ)概念01裂變定義和原理重原子核分裂為兩個(gè)或多個(gè)較輕原子核，釋放能量與中子裂變定義中子轟擊重核引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，質(zhì)量虧損轉(zhuǎn)化為巨大能量裂變?cè)砹炎兎磻?yīng)過(guò)程01中子轟擊熱中子轟擊鈾-235原子核，使其處于激發(fā)態(tài)02核分裂激發(fā)態(tài)原子核分裂為兩個(gè)中等質(zhì)量原子核，釋放2-3個(gè)中子及能量03鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放的中子繼續(xù)轟擊其他鈾-235原子核，形成持續(xù)裂變裂變產(chǎn)生的能量1千克鈾-235裂變可釋放20000兆瓦時(shí)能量，相當(dāng)于20兆瓦電站運(yùn)轉(zhuǎn)1000小時(shí)。能量規(guī)模巨大裂變釋放能量含碎片動(dòng)能、γ射線、中子動(dòng)能等，約80%為碎片動(dòng)能。能量釋放形式基于質(zhì)能方程，重核裂變產(chǎn)生質(zhì)量虧損，轉(zhuǎn)化為巨大能量釋放。能量來(lái)源原理010203核聚變基礎(chǔ)概念02聚變定義和原理輕原子核結(jié)合成較重原子核并釋放能量的過(guò)程。聚變定義高溫高壓下原子核克服排斥力聚合，釋放巨大能量。聚變?cè)砭圩兎磻?yīng)過(guò)程輕原子核（如氘、氚）結(jié)合成較重原子核（如氦），釋放巨大能量。輕核聚合高溫下物質(zhì)變?yōu)榈入x子體，原子核和電子分離，增加碰撞機(jī)會(huì)。等離子體狀態(tài)聚變反應(yīng)中，約0.7%的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量，比核裂變效率更高。能量釋放聚變產(chǎn)生的能量01能量規(guī)模巨大每千克聚變?nèi)剂厢尫拍芰渴橇炎兊?倍，遠(yuǎn)超化石燃料02原料取之不盡海水中氘儲(chǔ)量45萬(wàn)億噸，可供人類使用上百億年03清潔無(wú)污染產(chǎn)物為氦氣，無(wú)溫室氣體及長(zhǎng)壽命放射性廢物核裂變與聚變比較03能量產(chǎn)出對(duì)比核裂變能量核裂變通過(guò)重核分裂釋放能量，能量產(chǎn)出相對(duì)有限且產(chǎn)生放射性廢物。核聚變能量核聚變通過(guò)輕核結(jié)合釋放巨大能量，能量產(chǎn)出遠(yuǎn)超核裂變且更清潔安全。應(yīng)用領(lǐng)域差異01核裂變應(yīng)用主要用于核電站發(fā)電及核武器制造。02核聚變應(yīng)用潛在應(yīng)用于未來(lái)清潔能源，如國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃。技術(shù)難度分析裂變需精確控制中子流，技術(shù)復(fù)雜且存在安全風(fēng)險(xiǎn)。裂變技術(shù)難點(diǎn)01聚變需高溫高壓環(huán)境，實(shí)現(xiàn)難度大，目前技術(shù)尚不成熟。聚變技術(shù)挑戰(zhàn)02核裂變技術(shù)應(yīng)用04核電站運(yùn)作原理簡(jiǎn)介：核電站利用核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生熱量，經(jīng)多回路轉(zhuǎn)換最終發(fā)電。核電站運(yùn)作原理01簡(jiǎn)介：核能→熱能→機(jī)械能→電能，實(shí)現(xiàn)高效能源轉(zhuǎn)化。能量轉(zhuǎn)換過(guò)程02核裂變?cè)谲娛律系膽?yīng)用利用鈾-235或钚-239鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，瞬間釋放巨大能量，產(chǎn)生爆炸。原子彈01核潛艇、航母等利用裂變反應(yīng)堆提供長(zhǎng)期動(dòng)力，增強(qiáng)海軍作戰(zhàn)能力。核動(dòng)力艦艇02核廢料處理問(wèn)題01處理技術(shù)突破啟明星號(hào)實(shí)現(xiàn)核廢料利用率超95%，放射性周期縮短至500年02再利用創(chuàng)新快中子堆與加速器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)核廢料增殖燃燒，減少?gòu)U料量03國(guó)際合作進(jìn)展多國(guó)聯(lián)合研發(fā)核嬗變技術(shù)，降低高放射性廢料數(shù)量核聚變技術(shù)應(yīng)用05聚變實(shí)驗(yàn)裝置介紹以托卡馬克為主，利用超導(dǎo)磁體約束高溫等離子體，如EAST。磁約束裝置利用激光/粒子束驅(qū)動(dòng)聚變?nèi)剂?，?shí)現(xiàn)高溫高壓條件。慣性約束裝置聚變能源的未來(lái)潛力燃料近乎無(wú)限，滿足全球電力需求，推動(dòng)能源獨(dú)立能源供應(yīng)革命零碳排放，減少溫室氣體，助力全球氣候目標(biāo)清潔環(huán)保優(yōu)勢(shì)高溫工藝支持冶金，中子生產(chǎn)助力醫(yī)療，應(yīng)用廣泛工業(yè)應(yīng)用拓展聚變技術(shù)的挑戰(zhàn)簡(jiǎn)介：面臨等離子體穩(wěn)態(tài)、材料耐輻照、氚循環(huán)等難題。聚變技術(shù)挑戰(zhàn)01簡(jiǎn)介：超導(dǎo)磁體、重頻激光器、精密靶定位等技術(shù)待突破。工程技術(shù)挑戰(zhàn)02簡(jiǎn)介：技術(shù)成熟度低、設(shè)備成本高、安全配套不完善。商業(yè)化挑戰(zhàn)03核裂變與聚變的環(huán)境影響06核輻射與安全問(wèn)題裂變產(chǎn)物含放射性物質(zhì)，處理不當(dāng)會(huì)污染環(huán)境，威脅人類健康。核裂變輻射風(fēng)險(xiǎn)聚變?cè)霞爱a(chǎn)物放射性低，環(huán)境影響小，失控風(fēng)險(xiǎn)極低。核聚變安全優(yōu)勢(shì)核事故案例分析1986年蘇聯(lián)核電站爆炸，釋放大量放射性物質(zhì)，污染范圍廣，影響深遠(yuǎn)。切爾諾貝利事故1979年美國(guó)核電廠堆芯嚴(yán)重?fù)p壞，但安全殼作用使放射性物質(zhì)釋放少，環(huán)境