資源簡(jiǎn)介

一、裂變和聚變
核能：原子核在轉(zhuǎn)變過(guò)程中所釋放出的能量，稱(chēng)為核能。
核能是從原子核內(nèi)部釋放出來(lái)的，它比物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中所釋放出的化學(xué)能要大得多。用中子轟擊鈾
-235
原子核，可以使鈾核裂變?yōu)殡春撕弯^核，同時(shí)向外釋放能量，并產(chǎn)生
2
~
3
個(gè)新的中子。
獲得核能的兩條途徑
原子核的裂變和原子核的聚變是獲得核能的兩條途徑
核裂變：質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個(gè)新原子核，并釋放出巨大的能量現(xiàn)象。
鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：一次裂變后產(chǎn)生的中子繼續(xù)轟擊其他鈾核，就會(huì)導(dǎo)致越來(lái)越多的鈾核不斷地發(fā)生裂變。這種連鎖式的鈾核裂變反應(yīng)稱(chēng)為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
如果原子核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加以控制，在短時(shí)間內(nèi)形成雪崩式的裂變反應(yīng)，就會(huì)放出巨大能量而產(chǎn)生猛烈的核爆炸。
（2）原子彈——根據(jù)核裂變的原理制成。屬于不可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的結(jié)果！
2、核聚變：2
個(gè)質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新原子核，同時(shí)釋放出能量的現(xiàn)象。
例如：氘核（核內(nèi)有
1
個(gè)質(zhì)子、1
個(gè)中子的氫核）和氚核（核內(nèi)有
1
個(gè)質(zhì)子、2
個(gè)中子的氫核）在超高溫下聚合成氦核，并向外放出能量。
在消耗質(zhì)量相同的核材料時(shí)，核聚變比核裂變釋放出更多的核能。核聚變需要極高的溫度，所以也叫做熱核反應(yīng)。氫彈就是根據(jù)核聚變的原理制造的，氫彈的威力比原子彈大得多。
三、核能的和平利用——核電站
如果能夠按需要控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使原子核的裂變反應(yīng)持續(xù)而緩慢地進(jìn)行，核能有控制地平穩(wěn)釋放，這樣的核能就可以為人類(lèi)和平建設(shè)服務(wù)。
核反應(yīng)堆：可以控制核反應(yīng)的裝置稱(chēng)為核反應(yīng)堆
核電站就是利用核反應(yīng)堆提供的能量，使水變成蒸汽，再利用高溫高壓的蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電的。
核能內(nèi)能
機(jī)械能
電能
核電站的安全性
發(fā)展核電站，應(yīng)優(yōu)先關(guān)注安全性。核電引起的安全問(wèn)題主要在兩個(gè)方面：一是核反應(yīng)萬(wàn)一失控，會(huì)損壞設(shè)備，引起放射性物質(zhì)泄漏；二是放射性廢料處理不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染。
世界上曾發(fā)生了幾次較大的核電事故。1986
年，蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站發(fā)生嚴(yán)重的核電事故，事故的原因是工作人員違反操作規(guī)定，導(dǎo)致反應(yīng)堆過(guò)熱，發(fā)生一系列的爆炸，使得放射性物質(zhì)泄漏到周?chē)h(huán)境中，造成了重大損失。2011
年，日本福島核電站在里氏
9.0
級(jí)地震和海嘯襲擊后出現(xiàn)的核泄漏事故，引發(fā)全球有核電國(guó)家對(duì)核電站的安全檢查與反思。
為了防止核電站事故的發(fā)生，核電站的反應(yīng)堆都有一系列的防護(hù)措施，設(shè)置了多道安全屏障。對(duì)核電站放射性廢料的處理，先在核電站內(nèi)專(zhuān)用的廢物庫(kù)暫存（我國(guó)規(guī)定暫存時(shí)間為
5
年），然后送到人煙稀少、地質(zhì)穩(wěn)定、地下水位低又遠(yuǎn)離天然水源的處置場(chǎng)永久存放，一般存放幾百年。每一次核泄漏事故對(duì)全球的核電發(fā)展是一把雙刃劍，都會(huì)讓核電發(fā)展吸取經(jīng)驗(yàn)，升級(jí)防范措施。隨著科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，人們將會(huì)制造出更安全的核反應(yīng)堆，也期待著受控核聚變技術(shù)早日走向成熟。
四、放射性
1、像鈾、釷、鐳等元素，能夠自發(fā)地放出穿透能力很強(qiáng)的射線，
居里夫人把素具有的這種輻射能力叫做放射性。
α、β
和
γ
三種射線
α射線:帶正電的高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核流。β射線:帶負(fù)電的高速運(yùn)動(dòng)的電子流。
γ射線:能量很高的電磁波。
這三種射線穿透物質(zhì)的能力不同。
α射線穿透能力最弱，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米。
α射線穿透能力最弱，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米。
γ射線穿透能力最強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土。
放射性現(xiàn)象的用途
(1)工業(yè)：測(cè)量物體厚度
(2)農(nóng)業(yè)：照射種子，使種子發(fā)生變異，培育新良種，還可以殺菌。
(3)醫(yī)療：利用γ射線治療癌癥。
因?yàn)槿梭w組織對(duì)射線的耐受能力是不同的，細(xì)胞分裂越快的組織，它對(duì)射線的耐受能力就越弱。
例1、電影《厲害了，我的國(guó)》自今年3月2日在全國(guó)上映來(lái)燃爆各大影院，特別是作為大國(guó)工程和“一帶一路”國(guó)家名片的“華龍一號(hào)”核電機(jī)組（如圖），代表創(chuàng)新成果的人造太陽(yáng)，在影片中亮相，再次彰顯了大國(guó)實(shí)力，很是搶鏡！以下關(guān)于核電站說(shuō)法正確的是（
???）
A.利用核聚變?cè)?????????B.利用核裂變?cè)?br/>C.核能直接轉(zhuǎn)化為電能???????D.核能是原子內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)釋放出來(lái)的能量
例2、大力發(fā)展核能是解決能源危機(jī)的主要出路之一。下表是核電站工作流程圖，關(guān)于流程圖中各裝置的能量轉(zhuǎn)化，正確的是(???
)
A.核反應(yīng)堆：核能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能???B.蒸汽輪機(jī)：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.發(fā)電機(jī)：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能??????D.應(yīng)用：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
例3、如圖所示，為了形象的描述核能的獲得，兩位同學(xué)分別畫(huà)了一張利用核能途徑的原理圖；圖乙表示的是________。核能發(fā)電是通過(guò)核能→________→機(jī)械能→電能的轉(zhuǎn)化途徑為人類(lèi)服務(wù)。核電站一般建在海邊，方便用水來(lái)給高溫的核反應(yīng)堆降溫，這是用________的方法來(lái)改變內(nèi)能的。
1.為緩解電力緊張的狀況，正在不斷開(kāi)發(fā)利用新能源，我國(guó)陸續(xù)建成了一些核電站，關(guān)于核電站，下列說(shuō)法正確的是（??
）
A.核電站使用的核燃料是石油或天然氣
B.核反應(yīng)堆中發(fā)生的是不可控制的核裂變
C.核電站發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是：核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能
D.核電站中使用大量的水是分解出其中的氫元素從而利用核聚變產(chǎn)生能量
2.2014年5月7日，南京某公司在探傷作業(yè)中意外丟失黃豆大小的放射源銥－192，三天后被追回。銥－192發(fā)出的物質(zhì)能穿透三十多毫米厚的鋼板，這一性質(zhì)可用于金屬內(nèi)部探傷。結(jié)合圖示可推知，銥－192發(fā)出的用于金屬內(nèi)部探傷最有可能的是(??
)
A.可見(jiàn)光???????B.α射線???????C.β射線???????D.γ射線
3.“華龍一號(hào)”作為“一帶一路”建設(shè)的新名片，是中國(guó)核電“走出去”戰(zhàn)略的主要典范之一。以下關(guān)于核電站的說(shuō)法正確的是(???
)
A.核反應(yīng)堆中發(fā)生的是核聚變
B.核能的使用不需要任何防護(hù)，不會(huì)產(chǎn)生任何污染
C.放射性元素放出的射線有a射線、β射線和γ射線
D.核電站發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是：核能→機(jī)械能→內(nèi)能→電能
4.能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移是自然界的普遍現(xiàn)象，如圖所示為核電站示意圖、家庭電路部分示意圖及電熱水壺圖，下列相關(guān)敘述正確的是（
???）
A.核反應(yīng)堆進(jìn)行的核裂變釋放核能，直接轉(zhuǎn)化為家庭電路所需的電能
B.發(fā)電機(jī)利用了電流磁效應(yīng)發(fā)電，電熱水壺利用了電流熱效應(yīng)燒水
C.汽輪機(jī)工作、壺內(nèi)水升溫兩過(guò)程中，改變水的內(nèi)能方式相同
D.手機(jī)充電和電熱壺?zé)畷r(shí)，兩者本質(zhì)都是電流做功
5.2019年的“國(guó)際慣性聚變科學(xué)與應(yīng)用”(ICF)會(huì)議上，我國(guó)理論物理學(xué)家、寧波籍中國(guó)科學(xué)院院士賀賢土榮獲了世界核聚變能源領(lǐng)域最高獎(jiǎng)——愛(ài)德華·泰勒獎(jiǎng)。下列關(guān)于核聚變說(shuō)法正確的是(???
)
A.核電站利用核聚變反應(yīng)提供能量???????B.核聚變放出的能量巨大
C.核聚變都是可控制的????????????D.核聚變的原料來(lái)自普通水
6.用你學(xué)過(guò)的關(guān)鍵詞填空。
（1）核電站是利用核能進(jìn)行發(fā)電的，目前核電站的核反應(yīng)堆中發(fā)生的是人工可以控制的________（選填“核聚變”或“核裂變”）。
（2）單缸汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是________沖程。
（3）火箭的燃料是液氫，這是由于氫氣燃燒時(shí)的________較大。
（4）植物光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，這些化學(xué)能無(wú)法重新變成太陽(yáng)能，這說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有________的。
7.三門(mén)核電站是浙江省第二座核站，裝機(jī)總功率為750萬(wàn)千瓦。該核電站獲取核能的途徑如圖________(選填“甲”或“乙”)所示，反應(yīng)堆中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______。該核電站的年發(fā)電量為_(kāi)_______千瓦時(shí)(一年以360天計(jì))
8.溫州也開(kāi)啟了核電之路，2018年蒼南縣開(kāi)工建設(shè)溫州市第一座核電站。
（1）據(jù)了解，蒼南核電站獲取核能的原理是重核裂變，該原理可以用下圖中的________圖表示。
（2）結(jié)合甲圖分析后回答，爾原子核外電子數(shù)________氚原子核外電子數(shù)（選填“大于”、“等于”或“小于”）。
（3）20世紀(jì)80年代美、法等國(guó)發(fā)起國(guó)際核實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃，中國(guó)后來(lái)成為參與國(guó)之一。這場(chǎng)“追夢(mèng)旅程”從上世紀(jì)50年代開(kāi)始已經(jīng)進(jìn)行了半個(gè)多世紀(jì)，使其真正投入商用、變成每家每戶可以用的電，可能至少還需要幾十年。下列觀點(diǎn)支持繼續(xù)進(jìn)行這項(xiàng)研究的是________。（可多選）
1.下列有關(guān)核能利用的敘述中，正確的是（
???）
A.氫彈是根據(jù)裂變的原理制成的，原子彈是根據(jù)聚變的原理制成的
B.氫彈和原子彈爆炸時(shí)能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化是有方向性的
C.目前核電站的反應(yīng)堆中發(fā)生的是可控制的核聚變
D.核電站中的能量轉(zhuǎn)化順序是：核能→化學(xué)能→內(nèi)能→電能
2.下列對(duì)2019年最新熱播影片《流浪地球》中出現(xiàn)的情景解釋錯(cuò)誤的是（??
）
A.核聚變反應(yīng)——元素種類(lèi)不變??B.核聚變反應(yīng)——釋放大量能量
C.地球表面的水變成冰——凝固??D.地球上短波通訊受影響——太陽(yáng)活動(dòng)增強(qiáng)
3.隨著“一帶一路”進(jìn)入世界各國(guó)，核電和高鐵已經(jīng)成為中國(guó)響亮的名片。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(???
)
A.鐵軌鋪在枕木上，通過(guò)減小壓力來(lái)減小壓強(qiáng)????
B.核廢料具有放射性，必須要合理處理
C.核電站利用核裂變將核能轉(zhuǎn)化為電能???????
D.在安全線外候車(chē)，是因?yàn)闅怏w的流速大，壓強(qiáng)小
4.如圖表示用中子轟擊鈾-235原子核產(chǎn)生氪核和鋇核的模型。下列敘述正確的是（
???）
該模型表示的是核聚變??????
該反應(yīng)產(chǎn)生的中子可繼續(xù)轟擊其他鈾核形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)
C.該反應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生放射性物質(zhì)????
D.不能用該反應(yīng)獲得能量的方式來(lái)發(fā)電
5.現(xiàn)在各國(guó)科研人員都在致力于一些新型材料的研究。
（1）英國(guó)科研人員研制出自動(dòng)滅火陶瓷磚，磚里壓入一定量的氦氣和二氧化碳，這種磚砌成的房屋發(fā)生火災(zāi)時(shí)，在高溫烘燒下，磚會(huì)裂開(kāi)并噴出氦氣和二氧化碳，從而抑制和撲滅火焰。噴出的氦氣和二氧化碳能達(dá)到滅火目標(biāo)的原理是________。
（2）中國(guó)科研人員首次在自然界發(fā)現(xiàn)鈾，金屬鈾和二氧化鈾按要求制成一定尺寸和形狀的燃料棒或燃料塊，就可以投入核反應(yīng)堆使用，此反應(yīng)堆獲得核能的途徑是________。(選填“核裂變”或“核聚變”)。
6.2019年1月，中國(guó)探月工程實(shí)現(xiàn)新突破。嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)國(guó)際上首次在月球背面軟著陸并巡視勘察，譜寫(xiě)月球探測(cè)歷史新篇章。人類(lèi)探月的重要目的之一是勘察、獲取地球上蘊(yùn)藏量很小而月球上卻極為豐富核聚變?nèi)剂稀狧e﹣3，以解決地球能源危機(jī)。氦﹣3
原子核里有兩個(gè)質(zhì)子，相對(duì)原子質(zhì)量為3，其原子核內(nèi)中子數(shù)為_(kāi)_______。某元素的陽(yáng)離子
X2+核外有28個(gè)電子，相對(duì)原子質(zhì)量為65，則
X
原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之差為_(kāi)_______。
7.人們常用模型來(lái)進(jìn)行認(rèn)知，因?yàn)檫@種方式形象直觀。如圖是水分子、乙炔分子及原子核轉(zhuǎn)變的模型。
（1）乙炔中氫元素的化合價(jià)為+1價(jià)，請(qǐng)結(jié)合模型判斷乙炔中碳元素的化合價(jià)為_(kāi)_______。
（2）請(qǐng)畫(huà)出“碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳”的化學(xué)反應(yīng)模型圖：________（碳原子和氧原子的畫(huà)法參照上述圖例）。
（3）右圖是________（選填“核裂變”或“核聚變”）的示意圖。
8.圖甲和圖乙是釋放核能的兩種方式，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）圖________是核電站的工作原理。
（2）圖乙是________（選填“聚變”或“裂變”）的示意圖，目前還不能人為控制。
參考答案
例1、B
例2、C
例3、聚變；熱能（內(nèi)能）；熱傳遞
1.C
2.D
3.C
4.D
5.B
6.（1）核裂變（2）做功（3）熱值
（4）方向性
7.乙；核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；6.48×1010
8.（1）乙（2）等于（3）甲、乙
1.B
2.A
3.A
4.B
5.（1）隔絕助燃劑（2）核裂變
6.1；-5
7.
（1）-1
（2）
（3）核聚變
【解析】在化合物中，各元素化合價(jià)之和為零；
（1）氫元素顯+1價(jià)，設(shè)碳元素的化合價(jià)是x，2x+（+1）×2=0，則x=﹣1價(jià)；碳與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
；故答案為：
；由圖可知，兩個(gè)氫核最終生成一個(gè)氦核，并釋放一個(gè)中子，屬于核聚變的過(guò)程；故答案為：核聚變；
8.（1）甲（2）聚變
2021-2022學(xué)年上學(xué)期浙教版科學(xué)九年級(jí)“培優(yōu)提高”講義（二十九）
核能
鈾核
氪核
鋇核

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