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1、第第2 2节节 核核 能能 第二十二章第二十二章 能源与可持续发展能源与可持续发展 义务教育教科书义务教育教科书 人教版人教版 物理物理 九年级（全一册）九年级（全一册）1 1、了解原子、原子核的结构。、了解原子、原子核的结构。2 2、知道核能的优点和可能带来的问题，了解我国和世界、知道核能的优点和可能带来的问题，了解我国和世界核能利用的进展。核能利用的进展。3 3、了解核裂变、核聚变。、了解核裂变、核聚变。学习目标学习目标你知道日本广岛吗？你知道日本广岛吗？1945年年8月月6日早晨日早晨8 时整，时整，3 架架 B-29 美机又从高空进入美机又从高空进入广岛上空。这时很多广岛广岛上空。这时
2、很多广岛市民并未进入防空洞，而市民并未进入防空洞，而是在仰望美机。在此以前，是在仰望美机。在此以前，B-29 已连续数天飞临日本已连续数天飞临日本领空进行训练，但这一次领空进行训练，但这一次的的3 架飞机中，有一架已架飞机中，有一架已经装上了一颗经装上了一颗5 吨重的名吨重的名为为“小男孩小男孩”原子弹。原子弹。可怕的核武器可怕的核武器“小男孩”装填了64公斤铀，只有0.7公斤发生裂变，而其中，只有600毫克被转换为能量爆炸产生的能量在地面形成一个巨大的火球，周围数英里陷入一片火海，巨大的冲击波将广岛夷为平地，所有生物均遭到致命的核辐射。质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合质量
3、较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，时，就有可能释放出惊人的能量，这就是这就是核能核能。1核能核能质子和中子依靠强大的质子和中子依靠强大的核力核力紧密地结合在一起。要使它们分裂紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。或结合都是极其困难的。要使原子核分裂或聚合，可能释放出惊人要使原子核分裂或聚合，可能释放出惊人的能量。的能量。核能核能裂变裂变聚变聚变获得核能的方法：质子和中子依靠强大的质子和中子依靠强大的核力核力紧密地结合在一起。紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。要使它们分裂或结合都是极其困难的。要使原子核分裂或聚合，可要使
4、原子核分裂或聚合，可能释放出惊人的能量。能释放出惊人的能量。这就是这就是核能核能。质量较大的原子核发生分裂质量较大的原子核发生分裂质量较小的原子核相互结合质量较小的原子核相互结合19341938年间，科学家利用中子轰击质量较大的铀235，使其裂变成两个质量大致相等的两个原子核，同时释放出23个新的中子。1 kg铀全部裂变，释放的能量超过铀全部裂变，释放的能量超过2 000 t煤完全燃烧时释放的能量。煤完全燃烧时释放的能量。二、裂变二、裂变二、裂变二、裂变那么，地球上的能源是否是无尽的呢？将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么？将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什
5、么？1、链式反应、链式反应用中子轰击铀用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击其他铀核。于是就时还会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链链式反应式反应。核电站的核心设备是核核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。发生链式反应的场所。1942年，人类利用核反年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的应堆第一次实现了可控制的铀核裂
6、变。铀核裂变。2核电站利用核能发电核电站利用核能发电核能的和平利用核能的和平利用核电站核电站 核能核能内能内能机械能机械能电能电能 目前，全目前，全世界已经建成世界已经建成了几百座核电了几百座核电站，核电发电站，核电发电量接近全球发量接近全球发电量的电量的1/5。链式反应如果不加以控制，链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变。大量原子核就在一瞬间发生裂变。释放出极大的能量。释放出极大的能量。在人类实现可控核裂变大约三年后，在人类实现可控核裂变大约三年后，即即1945年，利用不加控制的核裂变制造的年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器毁灭性武器原子弹爆炸了。原子弹爆炸了。1964
7、1964年年1010月月1616日日1515时时，我我国国第第一一颗颗原原子子弹弹爆爆炸炸成成功功。你你知知道道原原子子弹弹为为什什么么会会突突然然放放出出那那么么大大的的能能量量的的呢呢？随随后后，19671967年年6 6月月1717日日上上午午8 8时时2020分分，我我国国西西部部地地区区新新疆疆罗罗布布泊泊上上空空，我我国国第第一一颗颗氢氢弹弹爆爆炸炸试试验验获获得得完完全全的的成成功功，氢氢弹弹和和原原子弹的原理相同吗？子弹的原理相同吗？将质量较小的原子核结合起来，也会将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能。释放出巨大的核能。氘氘氚氚氦核氦核中子中子氘核与氚核在超高温下结
8、合形成氦核和一个中子，能释放大氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能释放大量核能。这一过程就是聚变。量核能。这一过程就是聚变。三、聚变三、聚变三、聚变三、聚变能量能量聚变聚变氢弹氢弹根据核聚变的原理制成。威力比原子弹还大。根据核聚变的原理制成。威力比原子弹还大。可控聚变尚未实，海可控聚变尚未实，海水中蕴藏着丰富的氘核，水中蕴藏着丰富的氘核，科学家预言，通过可控聚科学家预言，通过可控聚变来利用核能，将有望彻变来利用核能，将有望彻底解决人类能源问题。底解决人类能源问题。核聚变发电的优点：核聚变发电的优点：能量巨大能量巨大资源丰富资源丰富成本低廉成本低廉安全清洁无染污安全清洁无染污自自自自然
9、然然然界界界界中中中中，太太太太阳阳阳阳内内内内部部部部的的的的温温温温度度度度高高高高达达达达摄摄摄摄氏氏氏氏1 1千千千千万万万万度度度度以以以以上上上上，在在在在那那那那里里里里就就就就进进进进行行行行着着着着大大大大规规规规模模模模的的的的聚聚聚聚变变变变反反反反应应应应. .太太太太阳阳阳阳辐辐辐辐射射射射出出出出的的的的光光光光和和和和热热热热，正正正正是是是是由由由由聚聚聚聚变变变变反反反反应应应应释释释释放放放放的的的的核核核核能能能能转转转转化化化化而而而而来来来来的的的的. .可可可可以以以以说说说说，地地地地球球球球上上上上的的的的人人人人类类类类每每每每天天天天都都都都
10、享享享享用用用用着着着着聚聚聚聚变变变变释释释释放放放放出的能量。出的能量。出的能量。出的能量。三、课堂小结1裂变：核物理中把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应2聚变：把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应3核能：原子核在裂变和聚变过程中释放出的能量4链式反应：当一个铀核裂变时，会同时放出23个中子，这些中子又能去轰击其他的铀核，再使它们分裂，于是放出更多的中子，这种裂变的引发过程叫做链式反应5核电站工作的能量转换过程：核能内能机械能电能四、检测反馈1获得核能有两种途径：一种是_，另一种是_其中_必须在高温条件下才能进行答案裂变聚变聚变2核电站的核心是_，它以_为核燃料，反应堆中放出
11、的_能转化为高温蒸汽的_能，通过汽轮发电机转化为_能答案核反应堆铀核内电3氢弹是利用轻核聚变的原理制成的，一般来说，氢弹的威力比原子弹的威力()A大B小C无法确定D差不多答案A4有关核反应堆的下列说法中，正确的是() 答案CA核反应堆是进行聚变而获得核能的一种装置B核反应堆是进行裂变，且不加控制而获得核能的一种装置C核反应堆是控制链式反应速度，使核能缓慢地、平稳地释放出来的装置D核反应堆是控制轻核聚变速度，使核能缓慢地、平稳地释放出来的装置5原子弹和核电站的根本区别是() 答案CA原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变B原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变C原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速度D原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速度6下列关于核能的说法中正确的是() 答案CA核能是可再生能源B核电的优点是安全、清洁、无废料C人类还没有完全掌握人工控制核聚变技术D原子弹具有巨大的破坏性，无其他危害核能核能裂变裂变聚变聚变原子弹原子弹核反应堆核反应堆氢弹氢弹课堂小结课堂小结
