資源簡介

(共28張PPT)
物理 人教版
九年級全一冊
第二十二章 能源與可持續發展
第二節　核能
新課導入
我國是個能源消耗大國，每年的各種能源如煤、石油、天然氣等消耗巨大，折合標準煤20億噸。20億噸是什么概念？如果把這些煤堆成1m高、1m寬的堤壩，長度達106km，這個長度接近地球到月球距離的3倍。長期這樣下去，肯定會發生能源危機。我們應該采取什么樣的措施來挽救能源危機呢？
學習目標
1.了解原子、原子核的結構。
2.知道核能的優點和可能帶來的問題，了解我國和世界核能利用新進展。
3.了解核裂變、核聚變。
學習目標
教學重點：
核能的由來及其優點和可能帶來的問題。
教學難點：
裂變和聚變。
知識全解
知識點一 核能
科學家通過對放射現象的發現和研究，利用高速粒子轟擊原子核時發現原子核是可以改變的，在某些改變中會釋放大量的能量，這就是核能。
知識全解
知識點一 核能
原子彈為什么有這么大的威力呢？這要從原子內部的結構說起。
原子由居于原子中心的原子核和核外的電子組成，原子核又由質子和中子組成。質子帶正電，中子
不帶電，它們集中在原子的中心，形成一個非常小的核，就像幾顆豆粒擠在原子這個大廣場的中央。
知識全解
知識點一 核能
原子核內的質子和中子依靠強大的核力緊緊地結合在一起，因此原子核十分牢固，要使它們分裂或結合是極其困難的。為了研究原子核內部的結構，物理學家們嘗試用粒子去“轟擊”原子核，最初是用α粒子去轟擊，后來又用質子、中子去轟擊，發現都能引起原子核的變化——核反應，而且發現在某些核反應過程中能釋放出大量能量。由于原子核的變化而釋放的巨大能量，我們把它叫做核能。
知識全解
知識點一 核能
原子核發生改變有兩種情況，一種是質量較大的原子核裂變成質量較小的核；一種是由兩個較輕的原子核聚合成一個較重的原子核。這兩種原子核發生改變的過程中都會伴隨著巨大的能量釋放。
知識全解
知識點二 裂變
1934年至1938年，科學家用中子轟擊質量比較大的鈾235原子核，使其裂變成兩個質量中等大小的原子核，同時釋放出2~3個中子，這個過程釋放出巨大的能量。1kg鈾完全裂變釋放的能量將超過2000t煤完全燃燒釋放的能量。
鈾235只有在中子的轟擊下才能發生裂變并釋放核能，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？
用火柴模擬鏈式反應
鏈式反應示意圖
知識全解
知識點二 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，核反應堆中的鏈式反應是可以控制的。
核反應堆
秦山核電站
知識全解
知識點二 裂變
核電站工作流程：
①第一回路中的水或其他液體被泵壓入核反應堆，在那里加熱，然后進入熱交換器，把熱量傳給第二回路的水，然后又被泵壓回到反應堆里。
②在熱交換器內，第二回路中的水經加熱生成高溫高壓蒸汽送入汽輪機，驅動汽輪機做功后溫度和壓強都降低，進入冷凝器，最后又由泵把它壓回熱交換器。
③高速旋轉的汽輪機帶動發電機發電。
能量轉化：核能→內能→機械能→電能
知識全解
知識點二 裂變
原子彈：
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，這就是原子彈的制造原理，1945年，利用不加控制的核裂變制造的毀滅性武器——原子彈爆炸了。中國人民熱愛和平，但為了抵制核大國的威脅，于1964年10月16日第一顆原子彈試驗成功。
知識全解
知識點三 聚變
除裂變可以獲得核能外，還有一種獲得核能的方法就是聚變。什么是聚變呢？
知識全解
知識點三 聚變
兩個質量很小的原子核，在超高溫下結合成新的原子核，同時釋放出核能的過程，叫聚變。
核聚變目前無法控制，但可以用來制造氫彈。我國科學家用不到三年的時間研制，于1967年6月17日，第一顆氫彈試驗爆炸。氫彈的威力大于原子彈。
知識全解
知識點三 聚變
核能發電不像化石燃料一樣向大氣排放大量的污染物質，這樣就避免了大氣污染的問題和一系列諸如溫室效應等打破自然調節能力的不良效應。核電廠所使用的燃料體積小，運輸與儲存都很方便。
核能發電的成本中，燃料費用所占的比例較低，核能發電的成本較不易受到國際經濟形勢影響，故發電成本較其他發電方法穩定。
知識全解
知識點三 聚變
但是核能可能也會帶來一些問題。核能利用過程中產生的放射性廢料以及核燃料，雖量不大但其放射性依然會給我們帶來致命的危害。
核能發電站投資大，風險高，一旦建立則要消耗大量的人力物力去確保它的運轉。給世界和平帶來了隱患。
當堂練習
1.下列有關材料、信息和能源的說法正確的是（　　）
A．條形碼掃描器中的光敏二極管是用超導材料制成的
B．倒車雷達是利用次聲波來傳遞信息的
C．水是可再生能源，可循環利用，因此不需要節約用水
D．核電站是利用核裂變釋放的核能發電的
D
當堂練習
解析　
A．條形碼掃描器中的光敏二極管由半導體材料制成，故A錯誤；
B．倒車雷達是利用超聲波來工作的，故B錯誤；
C．水是可再生能源，可循環利用，地球上可以利用的淡水資源是有限的，因此需要節約用水，故C錯誤；
D．核電站是利用可控原子核裂變釋放的核能來發電的，故D正確。
故選D。
當堂練習
2.下列說法正確的是（　　）
A．原子由原子核和質子構成
B．石油是可再生能源
C．核電站利用核聚變發電
D．手機利用電磁波交流信息
D
當堂練習
解析　
A．原子是由原子核和核外電子組成的，原子核又是由質子和中子組成，故A錯誤；
B．石油是化石能源，使用后在短期內不能再從自然界重新獲取，是不可再生能源，故B錯誤；
C．雖然聚變釋放的能量遠遠大于裂變，但是目前還無法實現可控的核聚變，所以目前的核電站都是利用重核裂變，其通過稀釋核素減少裂變中子來達到可控，故C錯誤；
D．電磁波可以傳遞信息，手機既是電磁波的接收臺，也是電磁波的發射臺，故D正確。
故選D。
當堂練習
3.關于原子核和核能，下列說法正確的是（　　）
A．核反應堆發生的是可控鏈式反應
B．核能是可再生能源也是二次能源
C．原子核占據了原子的大部分空間
D．原子核是由電子組成的
A
當堂練習
解析　
A．核反應堆，是核的裂變，是可控的鏈式反應，故A正確；
B．核能是不可再生能源也是一次能源，故B錯誤；
C．原子核居于原子的內部，占原子很小的空間，故C錯誤；
D．原子核是由質子和中子組成的，故D錯誤。
故選A。
當堂練習
4.據日本共同社報道，當地時間4月13日，日本政府召開相關閣僚會議，正式決定將福島第一核電站核廢水排入大海。這個決定迅速引發了周邊國家的不滿。核電站是通過核______（選填“裂變”或“聚變”）獲得巨大能量，核能屬于___________（選填“可再生”或“不可再生”）能源。如圖標志中，表示有核輻射的是______。
裂變
不可再生
丙
當堂練習
解析　
核電站是通過重核裂變獲得巨大能量。
核能屬于不可再生能源，因為核能的能量來源于核燃料所需要的鈾礦，而鈾礦等依然屬于礦石資源，是不可再生的能源。
為了預防放射性事故的發生, 全世界都通行三葉形的電離輻射標志，故選丙圖。
本課小結
核能
原子
核能
原子彈、核電站
原子核
核外電子
質子
定義
裂變
聚變
中子
鏈式反應
應用：
定義
應用：
氫彈
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