溶浸采铀（矿）技术教案——第二章溶浸采铀的物理化学基本原理(中职教育)

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1、溶浸采铀（矿）技术教案第二章溶浸采铀的物理化学基本原理1铀的应用——核能（原子能）原了由带正电荷的原了核和核外带负电荷的电了组成。普通化学反应的热效应来源于外层电子重排时键能的变化，而原了核及内层电子并没启变化。另外还有一•类反应的热效应却来源于原了核的变化，这类反应叫核反应。核反应可分为核衰变、核裂变和核聚变三大类。lg铀一235（92”％）发生裂变时释放能量为8X107kJ,相当于2.7吨煤完全燃烧时释放的能量,（lg煤完全燃烧时释放的能量仅为30kJ）,lg5i（（i2H）发生聚变时释放的能量是6X108kJ,o相当于20

2、吨煤完全燃烧时释放的能量。核反应过程屮由于原子核的变化，而伴随着巨人的能量变化，所以核能也叫原子能。认识核反应和研究核能的利用就成为处理能源问题时必须考虑的一个方面。1.1核衰变在1896年法国科学家BecquerelH发现了铀盐的天然放射性现象，他的同事Marie和PierreCurie*妇在1898年铀矿中发现了新的放射性元素针（Po）和镭（Ra）,开创了天然放射性和放射化学研究的新领域。他们3人共同获得1903年的诺贝尔物理学奖。1894年4刀，玛丽结识了巴黎理化学校物理实验室主任皮埃尔•居里，以物理学硕士第一名的优异成绩

3、从巴黎大学毕业。由于对科学事业的强烈共鸣，两人产牛了感情，第二年成婚。吗丽•斯科罗夫斯卡改称吗丽•居里，即居里夫人。他们成婚后不仅是终身的伴侣，而且是攻克科学堡垒的亲密战友。1896年，玛丽在物理学家贝克勒研究“放射性”的启发下，对当时已知的8（）种元素，逐个进行了“放射性”实验，除证实了镭的放射性，述发现了牡的放射性。同时，她还发现了沥青铀矿和辉铜矿的放射性比推算的结果要更强。为此，她在皮埃尔的支持下，夫妇俩共同对■沥青铀矿进行了艰巨而乂繁重的研究工作。他们夫妇在I•分简昭的条件下（冬天彖冰窖，夏天彖火炉），终于发现了沥青铀矿

4、中除含冇铀、针元素以外，还含冇钮、铜、铅等元索，并只在1898年7刀还发现了放射性很强的新元索。玛丽为了纪念她的祖国——波兰，将新发现的元素命名为Polonium（Po,屮译名为针）。居里夫妇在沥青铀矿的进一步富集研究屮，乂发现了另一种新的放射性元索，并且命名为Radium（Ra,中译名为镭），其含义是射线。1902年他们还在几万公斤沥青铀矿残渣中提取了（）」克的氯化镭，终于完成了化学元素发现史上最艰巨的伟大壮举。电影《居里夫人》中对此进行了介绍，为了分离镭和饮，他们采用当时可能采用的方法——逐步结晶，花费了整整四年时间，进行了

5、5677次试验，最终得到了纯净的氯化镭。1903年6月，36岁的玛丽•居里在巴黎人学获得了物理学博士学位。由于居里夫妇和贝克勒在发现放射性方而所作出的巨大贡献，1903年同时授予他们三位科学家诺贝尔物理学奖（居里夫妇于1905年6刀才领取此奖）。1906年4月19FI,居里不幸死于车祸（电影《居里夫人》：巴黎大学为了表彰他们所做出的巨大贡献，准备送给他们一个新实验室，并计划举行隆重的赠送仪式。为此，玛丽•居里特意穿上了以前舍不得穿的晚礼服，并征求皮埃尔的意见，皮埃尔认为玛丽•居里的晩礼服如果配上一副漂亮的耳缀看起来更漂亮，于是出

6、去为玛丽•居里购买耳缀，在回来的路上被马车撞到在地。)。玛丽不仅是失去了一位亲人，而月.失去了一位科学事业上志同道合的战友。玛丽是一位十分坚强的人，她一个人继续承担起了两个人未了的事业。后来她制备了20mg的镭，放在巴黎国际度量中心，作为度量放射性新单位的衡器。为了纪念皮埃尔•居里，把这个新单位定名为居里(Ci)。玛丽还测定了镭的性质，并完成了她的名著《论放射性》。为了表彰玛丽发现针和镭，以及在镭的应用方面所作出的贡献，1911年瑞典科学院授予她诺贝尔化学奖。至此，她已两次获此殊荣，可见玛丽科学造诣之深，贡献之大。玛丽把一生献给

7、了科学事业，对荣巻和报酬却看得I•分淡漠。世界杰出的科学家爱因斯坦曾这样赞巻玛丽“在所有的名人中，居里夫人是少有的不为荣誉所倾倒的人。”居里夫妇从不以取得的科研成果去索取报酬。屈里夫人认为，“那样做，是违反科学精神的。”因而他们一直过着清贫的牛活。居里夫妇不愧是思想品徳高尚的科学家。U,Po,Ra等这类原子核不稳定，能白发地放出辐射，而变成另一种原子核，这种过程叫核衰变。天然放射性元素铀所放出的辐射，在电磁场作用下可以分为三个部分：a辐射、B辐射和Y辐射，如图2—1所示。图2-1天然放射性辐射1.2核裂变、原子弹、核电站1938

8、年Hahn0和StrassmanF研究中子轰击U—235的产物吋，想发现新元素的愿望虽耒实现，但却发现了另一类核反应——裂变。92^U原子核受高能中子轰击时，分裂为质量相差不多的两种核素，同时又产生几个屮子，还放出人最的能量，裂变产物的组成很复杂。1如a+器Kr