資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
華師大版九下 6.3核能的開發和放射性防護 教學設計
學習目標 知識與技能：1.了解放射性和放射性元素；2. 核裂變和聚變技術，目前的核電站使用的核裂變技術；3.知道核電站的核心是核反應堆4.了解放射性的應用與防護過程與方法：培養學生分析問題、解決實際問題的能力及查閱資料獲取信息的能力情感、態度與價值觀目標：1. 了解我國的核電站現狀，增強對學生的愛國情懷；2. 了解核聚變技術對根本解決能源問題的意義，樹立服務祖國的歷史使命感。
重點 核裂變及核反應堆
難點 核電站運行原理
教 學 設 計
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 復習導入：什么是常規能源？什么是新能源？核能的新能源，它是怎么獲得的？圖片展示引出課題：什么是放射性？什么物質會發出放射線？ 回顧、回答、思考 引入新課
講授新課 一、放射性和放射性元素引導學生閱讀教材P152相關內容，了解放射性及放射性元素：講述三種放射線：帶正電的α射線 ：高能氦核流帶負電的β射線：高能電子流電中性的γ射線：高能電磁波圖片展示三種放射線的不同穿透能力：穿透力最強的是γ射線，其次是β射線，最弱的是α射線。二核能和核能的釋放 引導學生閱讀教材P153相關內容：交流討論，重點解決下列問題：1、什么是核能？2、獲取核能的途徑是什么？師生一起解決：核能是原子核變化時釋放出來的能量。原子核有兩種變化：裂變和聚變獲得核能的兩條途徑：重核裂變、輕核聚變1、核裂變的特點：用中子轟擊鈾核時，發現鈾核吸收中子后分裂成兩個中等質量的原子核，同時釋放出巨大的能量。裂變的應用：（1）原子彈：原子核裂變的鏈式反應不加限制，在短時間內放出巨大的能量，就會發生猛烈爆炸。（2）核反應堆：可控制地進行核反應的裝置。核電站的工作原理。引導學生閱讀科學家小傳，了解愛因斯坦的歷史故事2、輕核聚變：較輕的原子核結合成較重的原子核時，釋放出巨大的能量。氫彈的原理：聚變。（目前還不能加以控制）閱讀材料中相關的熱核反應及太陽能來源于其內部的熱核反應閱讀：了解我國的原子彈、氫彈的發展歷程。3、核電站閱讀教材P157，重點了解以下問題：1、核電站的核心裝置2、核反應堆的工作原理3、核電站的安全防護師生一起解決：核電站的核心：核反應堆核電站的原理：可控制的重核裂變核電站工作時的能量轉化：核能→內能→機械能→電能安全防護：核反應中兩個循環水回路可防止核反應堆中的放射性被水流帶出。閱讀小資料：秦山核電站、核電站的優越性兩個材料討論：關于我國是否應該大力發展核電站？ 了解三種射線，觀察并了解其不同的穿透能力閱讀、合作、思考、表達仔細觀察圖片，了解裂變及鏈式反應掌握閱讀、交流，掌握原子核裂變的應用 閱讀、了解、閱讀、了解閱讀、交流思考、交流、表達 閱讀并提取有用知識了解三種射線的特點及特征閱讀、交流發表觀點，小組參與學習掌握裂變及其應用了解物理學史形成愛國、愛科學的情懷知道防護的重要性及主要措施提升民族自豪感，增強愛國情懷提高思考能力，學會傾聽與表達
課堂練習 1、下列關于原子核聚變的說法不正確的是（ ）A.任何兩個原子核都可以發生聚變 B.原子核必須在超高溫下才能發生聚變C.大量的氫原子核聚變時釋放出驚人的能量 D.目前人類還不能有效控制原子核聚變2、下列關于核能的說清錯誤的是（ ）A.核電站是利用核能來發電的 B.核反應堆中發生的是鏈式反應C.核電站發生泄漏時會對人和生物造成傷害 D.核廢料不會對環境造成污染3、下列對原子彈和氫彈的說法正確的是（ ）A.核反應堆中發生的鏈式反應是不可控制的 B.核能只能用來制造原子彈和氫彈C.用混凝土封存核反應堆是防止核泄漏的方法之一 D.氫彈爆炸是利用核裂變放出巨大能量的4、下列關于核電站的說法錯誤的是（ ）A.能量轉化過程：核能→內能→機械能→電能 B.核反應堆中發生的是不可控的鏈式反應C.核燃料也會對環境造成污染 D.核電站應加強核泄漏的防護5、核電站建成的關鍵是（ ）A.能有效控制核反應 B.核反應產生大量的熱C.原子可以重新組合成新的分子 D.核反應放出的射線對人畜無害6、下列是核電站工作流程圖，關于各裝置的能量轉化，正確的是（ ）核反應堆→蒸氣輪機→發電機→應用：電采暖A.核反應堆：核能轉化為機械能 B.蒸汽輪機：機械能轉化為內能C.發電機：機械能轉化為電能 D.應用：電能轉化為機械能7、電影《流浪地球》中涉及許多我們學過的科學知識，以下觀點正確的是（ ）A.在太陽內部，發生核裂變產生光和熱 B.地球發動機噴射燃氣推動地球前進，說明物體力的作用是相互的C.關閉地球發動機后地球仍級向前運動，這是由于受到慣性的作用D.開啟地球發動機使地球加速前進的過程中機械能守恒（參考答案：1、A 2、D 3、C 4、B 5、A 6、C 7、B ） 習題訓練 知識應用與理解
課堂小結 1、放射性元素自發放出的三種射線分別是：α射線、β射線和 γ射線。其中射線是帶正電的高能氦核流；射線是帶負電的高能電子流；射線是電中性的高能電磁波。2、射線具有高能量，能貫穿物體。穿透力由強到弱是γ射線、β射線、α射線。3、原子核在轉變過程中所釋放的能，叫做核能。 4、釋放核能的途徑有重核裂變和輕核聚變。 5、利用重核裂變可制成原子彈，利用輕核聚變可制成氫彈。目前，核電站所采用的都是可控的重核裂變技術。 6、核電站的核心是核反應堆。 7、核電站中能量的轉化：核能→熱能→機械能→電能 知識小結 總結歸納
21清風明月(共33張PPT)
第6章能源與社會
6.3 核能的開發和放射性防護
華師大版˙九下
在日常生活中，我們常常聽說有些建筑材料，如花崗石、大理石等天然石材， 會有放射性，用它建造房屋，對居住在里面的人會有危害；我們也知道，患有某 些癌癥的病人，可以利用某種放射線，把癌細胞殺死。
那么什么是放射性？什么 樣的物質會發出放射線呢？
一、放射性和放射性元素
1、放射性
鈾（U）、釙（Po）、鐳（Ra）等元素某些能夠自發地放出放射線，元素的這種特性叫放射性。
2、放射性元素
能夠自發地放出穿透性很強射線的元素，稱為放射性元素。
如，鐳、鈾、釙等元素都是放射性元素。
3、射線
放射性元素在衰變或裂變時會放出能量很高的粒子流，這些粒子流稱為射線。
常見的射線有三種：α射線、β射線和γ射線。
4、放射線的實質：
α射線：帶正電的高能氦核流；
β射線：帶負電的高能電子流；
γ射線：電中性的高能電磁波。
注意：
原子核在裂變時會放出速度很大的中子流和原子核碎片流。
在日本福島核電站事故中經常提到的131 I（碘—131），就是原子核碎片。
5、不同的放射線的穿透力不同：
穿透力由強到弱順序排列：
γ射線＞β射線＞α射線
所以，核電站的核反應堆外圍要用到很
厚的混凝土墻作為安全殼。
秦山核電站外觀
二、核能和核能的釋放
（一）核能
1、原子核在轉變過程中所釋放的能，叫做原子核能，簡稱為核能。
2、原子核在分裂或結合時都會釋放核能。
3、核能釋放出來的能量比化學反應釋放的化學能更巨大。
（二）釋放核能的途徑：
重核裂變、輕核聚變
1、重核裂變（鏈式反應）
由質量較大的原子核，分裂成質量中等的原子核，并釋放巨大能量的一種核反應形式。
實驗室中，一般用中子去轟擊鈾核，使之發生核裂變，獲得核能。
（2）重核裂變的發現：
1938年德國科學家哈恩等人用中子轟擊鈾核 時，發現鈾核吸收中子后，分裂成了兩個中等質量的原子核（氪-92與鋇-141）， 同時釋放出巨大的能量。人們把這個現象叫做重核的裂變。
約里奧—居里等科學家很快又在實驗中證 明，每次鈾核裂變還會放射出 2～3個中子來。如果其中 2個中子又擊中另外 2個 鈾核，它們分裂后又會放出 4～6個中子來。這樣，由中子引起的裂變鈾核由 2變 4，4變 8……越來越多，釋放出的能量也就越來越大，這種鏈鎖式的鈾核裂變反 應稱為鏈式反應。
（3）重核裂變的應用
不控制鏈式反應速度
控制鏈式反應速度
原子彈
（核武器）
核反應堆（和平利用）
核電站
重核裂變應用
阿爾伯特·愛因斯坦：猶太人，一代 科學巨匠，
20世紀最偉大的物理學家。
愛因斯坦在科學上的主要貢獻是在相對論與量
子論這兩個方面。相對論完全由他獨立創 立。在量
子論的創立中，他也做出了重要的貢獻。正是因為
他對光電效應的理論解釋，獲得了 1921年的諾貝爾
物理學獎。創立相對論是愛因斯坦最重要的貢獻。
愛因斯坦的相對論成為現代物理學的基礎理論之一，
至今還沒有一個 實驗與相對論結論相違背。
作為一個 科學家，愛因斯坦在諸多領域做出了里程碑式的貢獻；作為一個思想家，他留下了許多啟迪人們 思想的精神財富；作為一個爭取自由與和平的戰士，他對邪惡勢力展開了不懈的斗爭。他是在許 多方面都值得我們學習的一位偉人。
2、輕核聚變
（1）輕核聚變：
由質量較小的原子核，結合成質量稍大的原子核，并釋放巨大能量的一種核反應形式。
（2）核聚變的條件：
輕核聚變在超高溫、超高壓下才能發生。
（3）核聚變的能量：
輕核聚變釋放的能量更巨大。
（4）自然界中的核聚變：
太陽內部正發生著熱核反應。
輕核聚變，目前還不可控。
氫 彈
（核武器）
威力更大
（5）到目前為止，人們還未找到實用的控制核聚變反應的方法。所以還不能做 到和平利用核聚變的能量。
3、原子彈和氫彈的制作原理比較：
（1）原子彈：重核裂變
原子核裂變的鏈式反應不加限制，形成雪崩式的裂變反應，在短時間內放出巨大的能量，而發生猛烈的爆炸。
（2）氫 彈：輕核聚變
原子核聚變的熱核反應不加限制，在短時間內放出巨大的能量，而發生猛烈的爆炸。
1960年中國科學院建立了原子能研究所，黨 中央調集了我
國錢三強、朱光亞、陳能寬、程開甲、 王淦昌、鄧稼先、周光召
與王承書等一大批優秀科 學家進行研究。
研制原子彈的浩大工程，在一無具體資料、二無大型電子計
算機的極其艱苦的條件下，完全靠科學家們扎實的基礎理論功底，
高度的愛國熱情，硬是用手搖計算機進行繁重而大量的計算工作，
加班加點，僅用了一個月，反復計算39次，糾正了外國專家的錯
誤結論，精確模擬出了原子彈爆炸的全過程，制定出了我國第一
顆原子彈的設計方案。又經過我國科學家及工程技術人員的艱苦
奮斗，進行了無數次的實驗，攻克了一個又一個難關，終于成功
造出了原子彈。
1964年10月16日，我國第一顆原子彈試驗爆 炸成功。這是
獨立自主，艱苦奮斗精神的勝利。這一天是中國人民揚眉吐氣的
日子。
第一顆原子彈試爆成功后，我國科學家與工程 技術人員又馬不停蹄地繼續進行氫彈的研制工作。
1967年6月17日，我國又成功試爆了第一顆氫彈。 從第一顆原子彈到第一顆氫彈，兩次爆炸僅隔兩年 零8個月時間。而美國用了7年，蘇聯用了4年，英國用了5年，法國則用了8年。氫彈爆炸的成功，說 明我國核技術水平已經位居世界前列。
我國研制原子彈與氫彈完全是為了鞏固國防， 不受他國
的核威脅。從第一顆原子彈爆炸之日起， 我國政府就一再重
申，在任何時候，任何情況下，我國都不會首先使用核武器，
也絕不對無核武器國家使用或威脅使用核武器。1996 年7月29
日，我國政府鄭重宣布，從1996年7月30日起中國開始暫停核
試驗。同時 向世界各國，特別是有核武器國家呼吁實現無核
武器的世界，確保各國共享和平、安 全、穩定與繁榮。
三、核電站
1、核反應堆：
對中子數量及能量釋放速度進行控制，使核反應在人為控制情況下發生的裝置。
2、核電站的核心：核反應堆
視頻：核電站原理
（點擊圖片播放）
4、核電站的能量轉換
核能 → 熱能 → 機械能 → 電能
循環水回路中的一回路
循環水回路中的二回路
5、核電站的安全防護：
防護墻
我國浙江省海鹽縣風景秀麗的海邊有一道亮麗的人工風景線——秦山核電站。 秦山核電站是我國依靠自己的力量設計、建造和運營管理的第一座核電站。秦山 核電站一期工程于1985年3月開工，1991年12月首次并網發電，1994年4月投入商業 運行，1995年7月通過國家驗收。秦山核電站一期工程的建成使我國成為繼美、英、 法、蘇聯、加拿大、瑞典之后世界上第七個能夠自行設計、建造核電站的國家。 秦山核電站一期工程裝機容量為3×105 kW，它竣工后又開始了二期和三期工程 的建設。秦山核電站二期工程的1號機組已在2002年4月15日投入商業運行，比計 劃提前了47天；三期工程的1號機組也在2002年底前投入了商業運行。秦山核電站 對于緩解我國華東地區的用電緊張發揮了有效的作用。 秦山核電站最引人注目的是有十幾層樓高呈圓柱形球狀屋頂的建筑，稱為安全 殼廠房。安全殼廠房的外殼厚約1 m，用預應力鋼筋混凝土澆筑制成；在外殼內是 一層用鋼板拼接而成的內殼，核反應堆則安裝在內殼的中央。
為了防止核反應堆中 的放射性物質外泄污染環境，整個廠房被密封。 秦山核電站一期和二期工程的核反應堆都采用壓水反應堆，三期工程則采用了 更先進的重水反應堆。重水反應堆采用天然鈾作核燃料，可以進行不停堆換料；用 重水作慢化劑和冷卻劑，可以大量生產同位素。 秦山核電站具有很高的安全性，經專家測試，每年的輻照量只有1～2毫雷姆 （國際標準為5毫雷姆），相當于經常看電視受到的輻照量，對人體無影響。
四、放射性的應用與防護
1、放射性的應用
（1）工業上應用：
利用放射線的穿透物體的本領，來檢測控制鋼板或紙張的厚 度，也可以檢查金屬內部的砂眼及裂縫。
（2）農業上應用：
通過放射線照射種子，使 種子發生變異，培育出優良品種，使農業增產。
（3）醫療衛生上應用：
利用射線可 以檢查和治療惡性腫瘤。
這是因為放射線有很高的能量，可以使生物細胞
內的水分子、DNA分子分解，使癌細胞不再分裂、繁
殖，從而起到抑制、消除 腫瘤病灶的作用。
2、放射性的防護
長期過量的放射線照射對人體是有害的。
防護：
（1）在需要利用放射線的地方，如醫 院、實驗室，必須用鉛玻璃、鉛板等把放射性物質與人體隔開。
（2）嚴格管理放射源， 不允許非專業人員接觸放射源。
（3）防止放射性物質泄漏，以避免污染環境。
除了核電、醫用核設施外，燃煤、大理石、夜光
珠等也都具有放射性，因此 除避免與它們直接接觸外，
應盡量少食用經煤炭直接烘烤的食物，注意室內 通風
排氣。
工業放射性圖標
課堂小結
1、放射性元素自發放出的三種射線分別是：α射線、β射線和 γ射線。其中射線是帶正電的高能氦核流；射線是帶負電的高能電子流；射線是電中性的高能電磁波。
2、射線具有高能量，能貫穿物體。穿透力由強到弱是γ射線、β射線、α射線。
3、原子核在轉變過程中所釋放的能，叫做核能。
4、釋放核能的途徑有重核裂變和輕核聚變。
5、利用重核裂變可制成原子彈，利用輕核聚變可制成氫彈。目前，核電站所采用的都是可控的重核裂變技術。
6、核電站的核心是核反應堆。
7、核電站中能量的轉化：核能→熱能→機械能→電能
課堂小練
1、下列關于核能的說法中正確的是（ ）
A. 物質由原子、分子組成，任何原子內都有原子核，所以利用任何物質都能獲得核能
B. 當原子核內部發生變化時會釋放出巨大的能量，核裂變和核聚變是獲得核能的兩種方式
C. 核反應堆是原子核裂變時，在短時間內釋放大量核能的裝置
D. 自然界不會自發產生核聚變
B
課堂小練
2、下列關于核能的說法正確的是（　　）
A．核能是可再生能源
B．核電的優點是安全、清潔、無廢料
C．人類還沒有完全掌握人工控制核聚變技術
D．原子彈具有巨大的爆炸破壞性，無其他危害
C
課堂小練
3、關于核能，下列說法中錯誤的是（ ）
A．核電站使用過的核燃料稱為核廢料，核廢料不具有放射性
B．目前人類獲得核能有兩條途徑，即裂變和聚變
C．核能屬不可再生能源
D．核發電是利用核的裂變來實現的
A
課堂小練
4、關于能源的利用，下列說法正確的是（　　）
A．大量使用石油產品會造成大氣污染，應該停止開采石油
B．和平利用核能特別要注意防止核泄漏，以免造成環境污染
C．修筑攔河壩建造水電站利用水能發電，有百利而無一害
D．天燃氣是一種清潔能源，人類可以無窮無盡地開發
B
課堂小練
5、盡管日本福島核電站發生了嚴重的核泄漏事故，但人們不會因此停下和平利用核能發電為人類造福的腳步。關于現已建成的核電站，下列說法正確的是（　　）
A．核電站發電是利用核聚變原理
B．核電站發電是利用核裂變原理
C．核反應堆工作時直接將核能轉化為電能
D．核反應堆的鏈式反應速度是不可控的
B
課堂小練
6、原子彈和核電站的根本區別是（　　）
A．核電站利用聚變，原子彈利用核裂變
B．核電站利用核裂變，原子彈利用核聚變
C．核電站控制裂變的鏈式反應速度，原子彈對裂變的鏈式反應速度不加控制
D．核電站控制聚變的鏈式反應速度，原子彈對聚變的鏈式反應速度不加控制
C
課堂小練
7、以下對于核能的理解正確的是( )
A．核電站利用的是核聚變釋放的能量
B．核能是再生能源
C．馬上停止核能的開發和利用
D．檢查核設施防止核泄漏
D
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華師大版九下6.3 核能的開發和放射性防護 學案
[預習案]
1、放射性是指能夠 的元素的一種特性。常見的具有放射性的元素有 等。
2、三種常見的放射線： 射線、 射線和 射線；其中慣穿能力最強的是 射線，最弱的是 射線。
3、核能是指 在轉變過程中所釋放出來的能。
4、獲取核能的兩條途徑是： 和 ；
5、重核裂變是先是由德國科學家 等人發現的：用 轟擊鈾核時，發現鈾核吸收中子后， 成了兩個中等質量的 （氪－92和鋇－141），同時釋放出巨大的 。人們把這個現象叫做重核的裂變。
6、后來科學家們又用證明了，重核裂變時還會放出 ，中子又擊中另外的 核，鈾核又會分裂并產生中子出來擊中別的鈾核……這樣被擊中的鈾核越來越多，釋放的 也越來越多，這種鏈鎖式的鈾核裂變反應被稱為鏈式反應。
7、如果原子核裂變的鏈式反應 ，形成雪崩式的裂變反應，在短時間內放出巨大的 ，就會發生猛烈的 ，原子彈就是應用這一原理制成的。
8、核電站的核心是 ；主要是對 的數量及能量加以控制，使原子核裂變反應 地進行。核電站就是利用 發電的。這也是核能的一種 利用。
9、輕核聚變：較輕的原子核在 條件下能結合成較重的原子核時，也能釋放出比原子彈更大的核能。所以輕核聚變也稱為 反應。 內部也在進行著這種聚變反應，并向外源源不斷地輻射出巨大的能量。
10、氫彈是利用 原理制造出來的，目前人們 利用輕核聚變來發電。
11、核電站是利用核反應堆是可控制的 ；主要控制 ；核反應堆中的核燃料一般是 ；核裂變產生的能量由 導出。為防止核反應堆中的放射線被水流帶出，故核電站中除了設置 個循環的水回路，并且用混凝土作防外圍的護墻。
12、核電站工作時的能量轉化：核反應堆中的 能→高溫高壓的水蒸氣的 能→蒸汽機的 能→發電機的 能。
[練習案]
1、下列關于原子核聚變的說法不正確的是（ ）
A.任何兩個原子核都可以發生聚變 B.原子核必須在超高溫下才能發生聚變
C.大量的氫原子核聚變時釋放出驚人的能量 D.目前人類還不能有效控制原子核聚變
2、下列關于核能的說清錯誤的是（ ）
A.核電站是利用核能來發電的 B.核反應堆中發生的是鏈式反應
C.核電站發生泄漏時會對人和生物造成傷害 D.核廢料不會對環境造成污染
3、下列對原子彈和氫彈的說法正確的是（ ）
A.核反應堆中發生的鏈式反應是不可控制的 B.核能只能用來制造原子彈和氫彈
C.用混凝土封存核反應堆是防止核泄漏的方法之一 D.氫彈爆炸是利用核裂變放出巨大能量的
4、下列關于核電站的說法錯誤的是（ ）
A.能量轉化過程：核能→內能→機械能→電能 B.核反應堆中發生的是不可控的鏈式反應
C.核燃料也會對環境造成污染 D.核電站應加強核泄漏的防護
5、核電站建成的關鍵是（ ）
A.能有效控制核反應 B.核反應產生大量的熱
C.原子可以重新組合成新的分子 D.核反應放出的射線對人畜無害
6、下列是核電站工作流程圖，關于各裝置的能量轉化，正確的是（ ）
核反應堆→蒸汽輪機→發電機→應用：電采暖
A.核反應堆：核能轉化為機械能 B.蒸汽輪機：機械能轉化為內能
C.發電機：機械能轉化為電能 D.應用：電能轉化為機械能
7、電影《流浪地球》中涉及許多我們學過的科學知識，以下觀點正確的是（ ）
A.在太陽內部，發生核裂變產生光和熱
B.地球發動機噴射燃氣推動地球前進，說明物體力的作用是相互的
C.關閉地球發動機后地球仍級向前運動，這是由于受到慣性的作用
D.開啟地球發動機使地球加速前進的過程中機械能守恒
[參考答案]
預習部分答案：
1、自發地放出放射線 鈾、鐳、釙等（合理均可）
2、α β γ γ α
3、原子核
4、重核裂變 輕核聚變
5、 哈恩 中子 分裂 原子核 能量
6、中子 鈾 能量
7、不加限制 能量 爆炸
8、核反應堆 中子 連續而緩慢 和平 核反應堆提供的能量
9、高溫高壓 熱核 太陽
10、輕核聚變 還不能
11、重核裂變 中子的數量和能量 低濃度鈾或天然鈾 循環流動的水流 兩
12、核 內（熱） 機械 電
練習部分答案：
1、A 2、D 3、C 4、B 5、A 6、C 7、B
21清風明月

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