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第7節 核能
浙教版 九年級上
教材解析
【核心概念】
4.能的轉化與能量守恒
【學習內容與要求】
4.1 能的形式、轉移與轉化
知道核能及其應用，知道放射性的應用與防護。
核能是原子核在轉變過程中所釋放出的能量，核能的釋放有兩種形式：一是重核裂變，如原子彈、核電站等；二是輕核聚變，如氫彈。重核裂變是一個鏈式反應；輕核聚變比重核裂變釋放的能量更強，不易控制。當前應用最多的重核裂變是核電站，核電站中核能的轉化過程為核能轉化為內能，再轉化為機械能，然后轉化為電能。核泄漏后對環境的影響很大，主要以放射線的形式向外輻射。
創設情境
原子彈、氫彈、
核泄漏......
核電站、
1945年8月6日和8月9日，為了敦促日本投降，美國將兩顆外號為“小男孩”和“胖子”的原子彈，分別投到日本的廣島和長崎，原子彈爆炸時釋放出的巨大能量將兩座城市在瞬間化為廢墟。
慘痛的歷史
核能是怎樣產生的？人類是如何有效地控制和利用核能的？
探究實踐
請說出原子的結構：
原子核
核外電子
原子
質子
中子
原子核轉變
新原子核
能量
+
原子核在轉變過程中所釋放出的能量，稱為核能。
核 能 是從原子核內部釋放出來的，它比物質在化學反應中所釋放出的化學能要大得多。
例如，1 克鈾核全部轉變為氪核和鋇核時釋放出的核能，超過了2000 噸煤完全燃燒時釋放出的化學能。
如何使原子核發生轉變而釋放出核能呢？
原子核的裂變
獲得核能的兩條途徑:
原子核的聚變
探究實踐
1.核裂變
質量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核，并釋放能量的過程，并產生2~3 個新的中子。
（重核裂變）
探究實踐
鏈式反應：
一次裂變后產生的中子繼續轟擊其他鈾核，就會導致越來越多的鈾核不斷地發生裂變。這種連鎖式的鈾核裂變反應稱為鏈式反應。
中子就像“點燃”核燃料的火柴
探究實踐
1.把石棉網鋪在水平桌面上，在石棉網上如圖擺放火柴。
2.點燃最左邊的火柴，觀察火柴的燃燒情況，一根火柴引燃兩根火柴，兩根火柴會引燃下面四根火...……。如果火柴擺放的足夠多，點燃火柴的數量會逐漸變多，就像一個鏈式反應。
火柴不斷點燃，放出熱量不斷變多，就像裂變中的鏈式反應。
用點燃的火柴模擬中子。
核裂變的條件：
中子轟擊。
探究實踐
原子核裂變的鏈式反應
原子彈
我國于1964年10月16日成功地爆炸了第一顆 原子彈。
在短時間內雪崩式的裂變反應，放出巨大能量而產生猛烈的核爆炸。
不加以控制
我國第一顆原子彈爆炸時形成的蘑菇云
探究實踐
請寫出氫的同位素原子的符號：
H
1
1
氕
H
21
氘
H
31
氚
H
21
H
31
+
超高溫
H
42
氘
氚
氦
+
1個中子
+
巨大能量
2.核聚變
（輕核聚變）
使2個質量較小的原子核在超高溫的條件下結合成較大的新核，并釋放能量的過程。
探究實踐
核聚變也叫做熱核反應。
核聚變的條件：
超高溫。
熱核反應一旦發生，就不再需要外界給它能量，依靠自身產生的熱就使核反應繼續下去。
我國在1967年6月17日又成功地爆炸了第一顆氫彈。
氫彈爆炸時的情景
氫彈
探究實踐
在消耗質量相同的核材料時，核聚變比核裂變釋放出更多的核能。
氫彈的威力比原子彈大！
探究實踐
核裂變
核聚變
核聚變的例子：
太陽的巨大能量就是內部核聚變產生的。
在太陽的內部，氫原子核在超高溫下發生核聚變，釋放出巨大的核能。
這些能量再從太陽核心向外擴散到太陽表面，然后，大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射出去，其中有一部分到達地球表面。
探究實踐
人們雖然能夠控制裂變反應的速度，但還沒有找到實用的控制核聚變反應的方式。所以，直到現在人類還不能和平利用核聚變的能量。
一項由歐盟、中國、韓國、俄羅斯、日本、印度和美國共同參與的重大國際合作項目——國際熱核聚變實驗堆計劃（ITER），其目標是建造可實現大規模聚變反應的聚變實驗堆，驗證和平利用聚變能的科學和技術可行性，并將在本世紀中葉實現利用聚變能發電，造福人類社會。受控核聚變能夠為人類提供幾乎取之不盡的理想潔凈的能量，人類一旦能夠穩定地獲取核聚變能，將不再有“ 能源危機”。
中國造出人造太陽，我國可控核聚變領域獲巨大突破，領先世界5年。
探究實踐
核能巨大，目前如何和平利用核能？
1.控制鏈式反應的速度，緩慢、平穩釋放核能；
2.可控制地進行核反應的裝置稱為核反應堆。
3.核電站發電
核電站就是利用核反應堆提供的能量，使水變成蒸汽，再利用高溫高壓的蒸汽推動汽輪發電機發電的。
核能
熱能
機械能
電能
探究實踐
4.我國核電狀況：
秦山核電站
大亞灣核電站
當前我國運行的核電有11臺機組、900萬千瓦發電運行，占全國發電裝機總容量的2%左右，分別是秦山核電站、秦山二期核電站及擴建工程、秦山三期核電站，廣東大亞灣核電站、廣東嶺澳核電站一期和江蘇田灣核電站一期。
嶺澳核電站
田灣核電站
探究實踐
籌建中的核電站:湖南:桃花江核電站;湖北:大畈核電站;江西:彭澤核電站;海南:昌江核電站一期;廣東:陸豐核電站、海豐核電站;廣西:紅紗核電站;遼寧:徐大寶核電站、東港核電站;重慶:涪陵核電站;四川:三壩核電站;浙江:龍游核電站;安徽:蕪湖核電站、吉陽核電站;吉林:靖宇核電站;湖南:小墨山核電站;河南:南陽核電站;福建:漳州核電站、三明核電站。
目前建設中核電站:廣東:嶺澳核電站二期、陽江核電站、臺山核電站一期;遼寧:紅沿河一期;福建:寧德核電站一期、福清核電站;浙江:秦山核電站一期擴建工程、三門核電站;山東:海陽核電站一期、石島灣核電站。
在建機組中有一半以上采用的是華龍一號。
“華龍一號”是中國核電走向世界的“國家名片”。
探究實踐
你能說說核電站的優缺點嗎？
優點：
1.核電站只需消耗很少的核燃料，就可以產生大量的電能。
2.核電站不排放煙塵和二氧化碳、二氧化硫等有害氣體，對
環境的污染比火力發電站小得多。
3.長遠看，核能發電成本低于火力發電。
缺點：萬一核泄漏導致放射性污染，核廢料、核廢水可能對環境造成
污染。
為了防止核電站事故的發生，核電站的反應堆都有一系列的防護措施，設置了多道安全屏障。
探究實踐
蘇聯切爾諾貝利核電站事故：
探究實踐
福島核電站核泄漏：
探究實踐
你能回答下列問題嗎？
1.如圖標志的含義是什么？
放射性物質的標志
2.什么叫做放射性？
能夠自發地放出穿透能力很強的射線的性質。
3.放射線有什么特點？
肉眼看不見。
α 射線是帶正電的高速運動的氦原子核流，穿透能力最弱；
β 射線是帶負電的高速運動的電子流，穿透能力較強；
γ 射線是能量很高的電磁波，穿透能力最強。
（輻射）
4.放射線有哪幾種？
探究實踐
放射療法治療腫瘤、
6.放射線有什么用途？
過量的輻射對人體的危害極大,引發癌癥、畸變、不育、怪胎。
5.放射線有什么危害？
育種、殺菌、
人類一直生活在有放射線的環境中，
有約82% 來自于本底輻射，
這些輻射都在安全劑量范圍之內。
7.過量的輻射對人體有危害，人類能避免放射線嗎？
探究實踐
核裂變和核聚變是化學變化嗎？
化學變化時分子分裂為原子,原子重新組成新的分 子,化學變化前后原子的種類、數目不變,分子的種類一定改變。
核裂變
核聚變
核裂變和核聚變不是化學變化。
課堂反思
1.核能是蘊藏在_________ 的能量。獲得核能的主要途徑有_______ 和____________。
原子核中
核聚變
核裂變
3．在核電站中，所發生的核反應（ ）
A．是聚變反應 B．是裂變反應
C．有的是聚變反應，有的是裂變反應
D．既不是聚變反應，也不是裂變反應
B
2.原子彈是根據 的原理制成。氫彈是根據 的原理制成。威力比原子彈還大。
核聚變
核裂變
4.從核能到電能，能量轉化正確的途徑是（ ）
A、核能→機械能→內能→電能
B、核能→內能→機械能→電能
C、核能→內能→電能 D、核能→電能
B
遷移應用
重核裂變
原子彈
核電站
核能—內能—機械能—電能
核能的利用
輕核聚變
氫彈
太陽熱核反應
第7節 核能
板書設計
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