資源簡介

(共24張PPT)
11.4 核能
我國第一顆原子彈爆炸時的情景
我國第一顆氫彈爆炸時的情景
1964年10月16日15時，我國第一顆原子彈爆炸成功。你知道原子彈為什么會突然放出那么大的能量嗎？氫彈和原子彈的原理相同嗎？
新課導入
1.原子核內部結構
分子
原子
原子核
電子（帶負電）
質子（帶正電）
中子（不帶電）
質量很小
質量幾乎相同
原子核
質子
中子
電子
新知講解
原子核、核能
一
原子核內的各個質子和中子是通過一種叫作“核力”的作用力使它們能緊緊地結合在一起。
中子
質子
大部分元素的原子核是牢固而穩定的，而有些原子核會按照一定的規律發出射線變成新的原子核。這就是放射性。
原子核是非常牢固的
一旦質量較大的原子核發生分裂或者質量較小的原子核相互結合，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能，又稱原子能。
獲得核能有兩種途徑：裂變和聚變。
重核發生裂變
輕核發生聚變
1938年，科學家用中子轟擊質量比較大的鈾235原子核，使其發生了裂變。
1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過2000 t煤完全燃燒時釋放的能量。
1.裂變
鈾核裂變
核裂變能及其利用
二
思考：鈾 235只有在中子的轟擊下才能發生裂變，那么是不是要不斷地從外界提供中子才能使反應不斷進行呢？
同學們玩過多米諾骨牌嗎？推倒第一張牌后會發生什么？
2.鏈式反應
用中子轟擊鈾235原子核，鈾核分裂時釋放出核能，同時還會產生幾個新的中子，這些中子又會轟擊其他鈾核，于是就導致一系列鈾核持續裂變，并釋放出大量核能，這就是裂變中的鏈式反應。
1964年，我國的第一顆原子彈爆炸
鏈式反應如果不加控制，大量原子核就會在一瞬間發生裂變，產生極大的破壞性力量。
3.核裂變的應用
1942年，人類首次實現了可控制的核裂變。核電站利用可控的核裂變發電，它的核心設備是核反應堆。核反應堆是發生鏈式反應的場所。
核電站中的反應堆
我國的第一座核電站——秦山核電站
核電站示意圖
能量轉化：
核能→內能→機械能→電能
核電站示意圖
思考：由圖可知核反應堆有厚重的保護層，這 是為什么呢？
用于核反應的燃料（如鈾235），是具有強烈放射性的物質，能夠發出射線。
如果沒有足夠的保護措施，這些射線會對人體健康造成嚴重傷害。
核電站的優點：
1.核電站消耗的燃料很少，可以大大減少燃料的運輸量。
例如：一座1.0×l06kW的核電站，每年約消耗30t鈾燃料，而同樣功率的火力發電站卻要消耗約3.0×106 t煤。
2.核電站沒有煤燃燒放出的大量硫化物、碳氧化物、煙塵等，不會對大氣造成污染。
交流討論：2011年3月11日，日本以東海域發生了里氏9.0級地震。強震引發劇烈的海嘯，對日本沿海地區造成了災難性的沖擊。其中，位于福島縣沿海的福島第一核電站反應堆遭到破壞，這一突發事件使附近區域居民甚至周邊鄰國陷入一片恐慌之中。大家的擔心是什么？這樣的事故能夠避免嗎？請了解相關事件背景，與同學討論核能安全利用的條件。
這是因為用于核反應的燃料，是具有強烈放射性的物質，放射性物質的泄露，能夠發出射線，導致產生放射性污染。如果沒有足夠的保護措施，這些射線會對人體健康造成嚴重傷害。
核輻射的防護措施：
(1)對于輻射強度超過國家標準的放射性物質，一定要防止其擴散，人體切莫隨便靠近；
(2)在放射性實驗室中，要用鉛板、有機玻璃等材料做好隔離防護；
(3)在遇到核反應堆出現泄漏、原子彈爆炸等突發事件時，要充分利用地形和建筑物作為掩體，以減少輻射危害。
(4)核廢料也有很強的放射性，目前一般都將其放入特制的容器內深埋封存，待以后研究出有效辦法再做處理。
核聚變：將質量較小的原子核，在超高溫和超高壓的條件下，聚合成一個較重的原子核，同時釋放出核能的過程就是核聚變，也稱為熱核反應。
核聚變
三
氘核、氚核都屬于氫核的一種。大量氫核的聚變，可以在瞬間釋放出驚人的能量。氫彈利用的就是聚變在瞬間釋放的能量。
利用核聚變原理制造的氫彈爆炸時產生的巨大的蘑菇云
如何實現可控聚變，如何利用可控聚變釋放的核能，科學家正在積極地探索著。海水中蘊藏著豐富的、可以實現聚變的氘核。科學家預言，通過可控聚變來利用核能，有望徹底解決人類能源問題。
海水中蘊藏著豐富的、可以實現聚變的氘核
核裂變和核聚變的區別
比較 裂變 聚變
定義
條件
釋放核能的大小
是否可控
應用
較大原子核分裂為較小原子核的過程
質量小的原子核結合成較大原子核的過程
中子轟擊較大原子核
超高溫
巨大
更加巨大
裂變的鏈式反應可控
聚變目前不可控
原子彈、核電站
氫彈、太陽內部爆炸
1.關于核電站里能量的轉化過程，說法正確的是（ ）
A.原子核能→核能→電能
B.原子核能→內能
C.原子核能→內能→機械能→電能
D.原子核能→內能→電能
C
當堂檢測
2.關于核能的下列說法中，不正確的是（ ）
A.核電站是利用原子核裂變的鏈式反應產生的能量來發電的
B.如果對裂變的鏈式反應不加控制，在極短的時間內就會釋放出巨大的能量，發生猛烈爆炸
C.氫彈是利用輕核聚變制成的武器
D.原子彈是利用輕核聚變和重核裂變而制成的核武器
D
3.經過科學家的不懈努力，找到了獲取核能的兩條途徑：______和_______。
4.為了有效、和平利用核裂變時所產生的能量，科學家們研制成了__________，從而使鏈式反應可以在人工的控制下緩慢進行。核裂變除了可以用于發電外，在軍事上還可以做成威力強大的________。
聚變
裂變
核反應堆
原子彈
核能
原子核
核能
裂變
聚變
鏈式反應
應用：原子彈、核電站
應用：氫彈
課堂小結

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