資源簡介

3.8核能的利用
學習指要
一、知識要點
1．核能：原子核發生變化時釋放出的能量，也稱原子能。
2．獲得核能的兩種途徑：重核裂變(原子彈的制造原理)和輕核聚變(氫彈的制造原理)。質量相同的核材料，聚變反應釋放的核能比裂變反應要多得多。
3．核電站中的能量轉化：核能→內能→機械能→電能。
4．常見的放射線：α射線、β射線、γ射線。
5．放射線的應用：可以誘發變異，培育優良品種；用γ射線做手術——γ刀；用射線來殺菌、保鮮等。
二、重要提示
1．核電站的工作原理：裂變核能在人工控制下緩慢、平穩地釋放，因此人們建造核電站來發電，利用裂變在人為控制下進行，用釋放的能量加熱水，使水汽化推動汽輪機運轉，再帶 動發電機發電。我國建造的第一座核電站是秦山核電站；目前我國最大的核電站是廣東大亞灣核電站。
2．1964年10月16日，我國第一顆原子彈爆炸成功；1967年6月17日，我國第一顆氫彈爆炸成功。
3．大量的放射線會對人畜造成很大的危害。
科學廣場
核廢料的處理
核能發電后不再需要的并具有放射性的廢料，稱為核廢料。核廢料的處理大致分為以下三種方法：
玻璃固化法：將廢料混入玻璃材料中做成一種固化產物。這種玻璃固化廢料是在圓柱狀容器內制成，現行的容器尺寸為高3米，直徑約半米。依目前的核能計算，約需72000個此類容器。
儲存法：核廢料掩埋法其實就像把食物放進倉庫里一樣，只不過需要更精密的防護措施。核廢料因仍存在輻射，所以必須經過一連串嚴密的手續，而各核電廠都自備燃料池可儲存40年的時間，時間到了，便必須送去儲存廠，大約10年后輻射已降低至無害，可作一般垃圾處理。
海洋掩埋法：又稱深海投擲法。顧名思義就是將核廢料永久棄置于深海海底，利用水泥固化法將核廢料儲存在鋼筒內，經過數年的暫時儲放，等核廢料中的放射性降到最低后，再投擲到深海或數千公尺的海溝中，作永久性儲存。
近年來，澳大利亞、俄羅斯、中國的科學家和工程師們已經找到一些處理核廢料的新方法。例如，澳大利亞科學家開發出一種高級陶瓷材料，這種材料與放射性廢料融合在一起之后，可以被埋入深達4000米的地下而不會滲漏。在這樣深的地方巖石比較穩定，核廢料升到地面上的可能性較小。數百萬年之后，當鈾變成其他稀有金屬時，封存的核廢料還可以得到再利用。
解題指導
【例題】關于核能的獲取，下列說法正確的是（ ）
A．核反應堆就是利用原子核裂變時，在極短的時間 內釋放出大量核能的裝置
B．重核裂變和輕核聚變是獲得核能的兩種方法
C．核電站可以使核能直接轉化成電能
D．目前核電站的反應堆中發生的是可控制的核聚變
【解析】獲得核能的途徑是重核的裂變和輕核的聚變。核電站是和平利用核能的裝置，目前的核電站利用的是原子核的裂變，其主要組成部分為核反應堆，是通過控制使原子核的裂變得以緩慢進行而釋放出核能的裝置。這些核能先轉化為蒸汽的內能，再通過汽輪機，帶動發電機進行發電而轉化為電能。
【答案】B
同步訓練 A組
1．原子核在發生變化時可釋放出巨大的 ，這就是原子核能，簡稱核能，通常也叫 。
2．獲取核能有兩條途徑 重核裂變和輕核聚變。如圖所示，甲圖屬于核 變，乙圖屬于核變。太陽釋放出的巨大能量來源于核 變。
3．原子彈和核電站都是利用的鏈式反應，兩者的本質區別是：原子彈爆炸時發生的鏈式反應是 ，核反應堆中發生的鏈式反應是 。
4．如圖所示為核電站發電的流程。在核電站的發電過程中，核能的獲取途徑及能量轉化順
序正確的是 ( )

A．聚變；核能→內能→化學能→電能
B．聚變；核能→內能→機械能→電能
C．裂變；核能→內能→機械能→電能
D．裂變：核能→內能→化學能→電能
5．在太陽內部，氫原子核在超高溫條件下發生 ，釋放出巨大的核能；核電站是利用核反應堆內的鈾核發生 時所釋放的核能來發電的。(填“聚變”或“裂變”)
6．下列關于核能的說法正確的是 ( )
A．任何物質中都有原子核，所以利用任何物質都能得到核能。
B．人類獲得核能有兩種途徑，原子核的裂變和聚變
C．自然界中只有在人為的條件下才能發生聚變
D．熱核反應就是利用裂變獲得原子能的
7．下列關于放射線的說法正確的是 ( )
A．放射線無污染、無公害，利用簡單、方便
B．在利用放射線時要注意進行有效防護和防止污染
C．放射線對人畜傷害嚴重，有弊無利
D．α射線和β射線是有利的，γ射線是有害的
8．2011年3月11日，日本東北部海域發生海底大地震，導致福島第一核電站核泄漏，核電安全再次成為世界各國高度關注的問題。下列關于核能開發的說法正確的是 ( )
A．停止開發核能，因為開發核能會帶來可怕的核泄漏，弊遠大于利
B．核能是一種穩定、高效、清潔的能源，是其他新能源不可能替代的
C．福島第一核電站開發核能是利用可控核裂變過程中釋放的核能
D．核能開發是絕對安全的，即使有核泄漏也是清潔無污染的
9．核電站與火電站的工作原理之間主要的不同點是 ①所用燃料；②燃料釋放能量的方式；③產生蒸氣的鍋爐形式；④使用的汽輪機；⑤使用的發電機
同步訓練 B組
10．如圖是 的標志。放射性物質的原子核內部會向外輻射出能量很高的三種射線，分別叫 射線、 射線和 射線。大劑量 線對人畜會造成很大的傷害，所以在利用核能時必須注意防止這種污染。
11．對于裂變的鏈式反應，利用現有的條件無法進行觀察和研究，但是可以利用如圖所示的實驗進行模擬，這種研究科學問題的方法叫 (填“轉換法”“類比法”或“等效法”)。鏈式反應釋放的能量，如果讓其 (填“劇烈”或“緩慢”)釋放，那么就可以被我們利用；如果 (填“加以”或“不加”)控制，那么就可以用來制造 。
參考答案
3.8 核能的利用
1．能量原子能 2．裂聚聚 3．不加控制的可以控制的 4．C 5．聚變裂變 6．B 7．B 8．C 9．①② 10．放射性物質α β γ放射 11．類比法 緩慢 不加 原子彈

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