【家长课堂】 核能科普之核能与我们的生活

萌小伍

<p class="ql-block">君子曰:“学不可以已。”新年第一课,学习不能停。下面让我们跟随贺慕瑶爸爸,一起去认识核能,探索核能与我们生活之间的联系。</p> <p class="ql-block">一、什么是核与核能</p><p class="ql-block">原子是构成物质的基本单位。在物质世界中,几乎所有的物质都是由原子构成的。原子通过不同的组合和排列,形成各种不同的分子,进而构成我们所能观察到的宏观物质。原子是由原子核和核外电子组成;核是原子核的简称,原子核位于原子的核心部分,由质子和中子两种微粒构成,极小,但其集中了几乎所有的原子的质核能,又称原子能,是通过核反应从原子核释放的能量,这个能量叫核能。</p> <p class="ql-block">二、核能是如何产生的</p><p class="ql-block">爱因斯坦在能量守恒定律中提出了著名的质能转换公式:E=mc2。这个公式揭示了质量和能量之间的关系,表明能量(E)和质量(m)之存在正比关系,比例系数为光速(c)的平方。这意味着小部分的质量可以转换成大量的能量,或者反过来,通过吸收或释放能量,物质的质量也会相应地增加或减少。</p><p class="ql-block">核能产生主要有三个途径,分别是核裂变、核聚变、核衰变,因为核衰变过程存在能量密度低、难以控制、资源有限等多个问题,因此科学家们很少利用核衰变产生的能量,主要是围绕核裂变和聚变进行应用。</p> <p class="ql-block">三、核能有哪些应用及工作原理</p><p class="ql-block">核潜艇、核动力航母的动力系统以及核电站通常采用压水反应堆,核反应堆是一种利用核裂变产生能量的装置。其工作原理是将反应堆的燃料组件放入高压水中,核燃料裂变释放出巨大的能量,能量传递给高压水,并产生蒸汽,就好比我们烧开水。蒸汽推动汽轮机转动,蒸汽轮机将内能转化为机械能,为潜艇、航母等提供动力,另一部分蒸汽推动汽轮机转动发电,供舰船使用。</p> <p class="ql-block">核能还有一个重要的用途就是军事用途,制造原子弹和氢弹。1945年夏,美国先后在日本广岛和长崎各投下一颗原子弹(原子弹的名称叫Little Boy和Fat Man),课堂上围绕Little Boy和Fat Man的结构组成及爆炸原理进行了讲解。</p><p class="ql-block">并重点讲解了核聚变氢弹的工作原理,是通过高温高压条件下,将氘(核中含有一个质子和一个中子)与氚(核中含有一个质子和两个中子)发生核聚变反应,生成一个氦 (氦核中含有两个质子和两个中子)和一个高能中子产生能量的一个应用。</p> <p class="ql-block">四、为我国核事业做出杰出贡献的科学家们</p><p class="ql-block">“两弹元勋”邓稼先——核物理学家,中国第一颗原子弹和氢弹的理论方案设计者。</p><p class="ql-block">“中国原子弹之父”钱三强——核物理学家,中国原子能科学事业的创始人。</p><p class="ql-block">“中国氢弹之父”于敏——物理学家,领导核武器理论研究、设计。</p><p class="ql-block">“中国核科学事业的主要开拓者”朱光亚——中国工程科学界支柱性的科学家、中国科技众帅之帅。</p> <p class="ql-block">最后,希望英鸽班的小朋友们努力学好科学理论知识,积极投身核聚变事业研究中,找到解决人类能源问题的终极方案,为祖国的核科学事业做出贡献!</p>