原子核物理/核裂变与核能

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核裂变与原子能利用

理解裂变能、链式反应与反应堆发电。

原子核的基本性质与结构 · 放射性衰变规律 · α 衰变 · β 衰变 · γ 衰变 · 核反应 · 核裂变与原子能利用 · 核聚变 · AI 辅助学习

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这讲要回答什么

• 一个重核裂变为何释放能量并放出中子？
• 链式反应持续、衰减或增长取决于什么？
• 反应堆如何把核能转换为电能？

按课件阅读

页码	内容与使用建议
1—38	裂变现象、能量、液滴图像、链式反应基本条件
39—164	核武器与二战科研史料；作为历史背景阅读
165—183	对裂变与链式反应的再梳理
184—241	反应堆、冷却与发电设备
242—305	能源应用、世界及中国案例；统计数据为课件编写时的历史资料

从一次裂变到持续反应

中子被某些重核吸收后，可产生两个较轻碎片、若干中子及能量。裂变前后总质量差对应释放的能量。新放出的中子可能引发下一代裂变，也可能泄漏或被其他材料吸收。把一代中子引发下一代裂变的平均倍增效果记为 k：k<1 时衰减，k≈1 时稳态，k>1 时增长。具体 k 的定义依反应堆分析模型而定。

反应堆发电流程

核燃料发生受控裂变 → 冷却剂带走热量 → 蒸汽推动汽轮机 → 发电机输出电能。控制棒、慢化剂、冷却系统与屏蔽各司其职；不同堆型的具体布置不相同。学习重点是能量和中子的去向，而不是背历史装机量。

概念辨析

• 裂变放能来自初末状态总质量差；不是把单个原子核“打碎”这一动作本身产生额外能量。
• 持续链式反应要求后代中子足以补偿泄漏与吸收，工程控制还涉及更多变量。
• 课件有 13.x、16.x 及 8.3.x 混排的章号，本页按概念组织。

课堂自测

1. 一代裂变释放三个中子，为何不等于 k=3？
2. k<1 时，代际裂变数量怎样变化？
3. 写出核能从燃料到电网的主要转换步骤。

课件逐页文字索引

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