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【家長(zhǎng)課堂】 核能科普之核能與我們的生活

萌小伍

<p class="ql-block">君子曰：“學(xué)不可以已?！毙履甑谝徽n，學(xué)習(xí)不能停。下面讓我們跟隨賀慕瑤爸爸，一起去認(rèn)識(shí)核能，探索核能與我們生活之間的聯(lián)系。</p> <p class="ql-block">一、什么是核與核能</p><p class="ql-block">原子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單位。在物質(zhì)世界中，幾乎所有的物質(zhì)都是由原子構(gòu)成的。原子通過(guò)不同的組合和排列，形成各種不同的分子，進(jìn)而構(gòu)成我們所能觀察到的宏觀物質(zhì)。原子是由原子核和核外電子組成；核是原子核的簡(jiǎn)稱，原子核位于原子的核心部分，由質(zhì)子和中子兩種微粒構(gòu)成，極小，但其集中了幾乎所有的原子的質(zhì)核能，又稱原子能，是通過(guò)核反應(yīng)從原子核釋放的能量，這個(gè)能量叫核能。</p> <p class="ql-block">二、核能是如何產(chǎn)生的</p><p class="ql-block">愛因斯坦在能量守恒定律中提出了著名的質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式：E=mc2。這個(gè)公式揭示了質(zhì)量和能量之間的關(guān)系，表明能量(E)和質(zhì)量(m)之存在正比關(guān)系，比例系數(shù)為光速(c)的平方。這意味著小部分的質(zhì)量可以轉(zhuǎn)換成大量的能量，或者反過(guò)來(lái)，通過(guò)吸收或釋放能量，物質(zhì)的質(zhì)量也會(huì)相應(yīng)地增加或減少。</p><p class="ql-block">核能產(chǎn)生主要有三個(gè)途徑，分別是核裂變、核聚變、核衰變，因?yàn)楹怂プ冞^(guò)程存在能量密度低、難以控制、資源有限等多個(gè)問(wèn)題，因此科學(xué)家們很少利用核衰變產(chǎn)生的能量，主要是圍繞核裂變和聚變進(jìn)行應(yīng)用。</p> <p class="ql-block">三、核能有哪些應(yīng)用及工作原理</p><p class="ql-block">核潛艇、核動(dòng)力航母的動(dòng)力系統(tǒng)以及核電站通常采用壓水反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆是一種利用核裂變產(chǎn)生能量的裝置。其工作原理是將反應(yīng)堆的燃料組件放入高壓水中，核燃料裂變釋放出巨大的能量，能量傳遞給高壓水，并產(chǎn)生蒸汽，就好比我們燒開水。蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，蒸汽輪機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，為潛艇、航母等提供動(dòng)力，另一部分蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，供艦船使用。</p> <p class="ql-block">核能還有一個(gè)重要的用途就是軍事用途，制造原子彈和氫彈。1945年夏，美國(guó)先后在日本廣島和長(zhǎng)崎各投下一顆原子彈（原子彈的名稱叫Little Boy和Fat Man），課堂上圍繞Little Boy和Fat Man的結(jié)構(gòu)組成及爆炸原理進(jìn)行了講解。</p><p class="ql-block">并重點(diǎn)講解了核聚變氫彈的工作原理，是通過(guò)高溫高壓條件下，將氘(核中含有一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子)與氚(核中含有一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子)發(fā)生核聚變反應(yīng)，生成一個(gè)氦 (氦核中含有兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子)和一個(gè)高能中子產(chǎn)生能量的一個(gè)應(yīng)用。</p> <p class="ql-block">四、為我國(guó)核事業(yè)做出杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家們</p><p class="ql-block">“兩彈元?jiǎng)住编嚰谙取宋锢韺W(xué)家，中國(guó)第一顆原子彈和氫彈的理論方案設(shè)計(jì)者。</p><p class="ql-block">“中國(guó)原子彈之父”錢三強(qiáng)——核物理學(xué)家，中國(guó)原子能科學(xué)事業(yè)的創(chuàng)始人。</p><p class="ql-block">“中國(guó)氫彈之父”于敏——物理學(xué)家，領(lǐng)導(dǎo)核武器理論研究、設(shè)計(jì)。</p><p class="ql-block">“中國(guó)核科學(xué)事業(yè)的主要開拓者”朱光亞——中國(guó)工程科學(xué)界支柱性的科學(xué)家、中國(guó)科技眾帥之帥。</p> <p class="ql-block">最后，希望英鴿班的小朋友們努力學(xué)好科學(xué)理論知識(shí)，積極投身核聚變事業(yè)研究中，找到解決人類能源問(wèn)題的終極方案，為祖國(guó)的核科學(xué)事業(yè)做出貢獻(xiàn)！</p>