資源簡介

(共24張PPT)
22.2核能
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的新進程；
3.了解核裂變、核聚變。
【重點】核能的由來、優點及其可能帶來的問題。
【難點】了解核裂變和核聚變。
學習目標
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的呢？隨后，1967年6月17日上午8時20分，我國西部地區新疆羅布泊上空，我國第一顆氫彈爆炸試驗獲得完全的成功，氫彈和原子彈的原理相同嗎？
想一想
一.核能
知識講解
帶負電的電子
原子核
分子是由原子構成的，原子的中心是原子核，原子核周圍有一定數目的電子在核外運動。
知識講解
核能
帶負電的電子
原子核
帶正電的質子
不帶電的中子
原子核由質子和中子組成，質子帶正電，其電荷量跟電子電荷量相等，中子不帶電。
知識講解
核能
帶負電的電子
原子核
帶正電的質子
不帶電的中子
質子的質量大約是電子的1836倍，質子和中子的質量幾乎相同。
知識講解
核能
帶負電的電子
原子核
帶正電的質子
不帶電的中子
質子和中子構成非常小的原子核，就像幾顆豆粒擠在原子這個大廣場的中央。
知識講解
核能
質子、中子依靠強大的核力緊密地結合在一起，因此原子核十分牢固，要使它們分裂或結合是極其困難的。
但是，一旦質量較大的原子核發生分裂，或是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。
質量較大的原子核發生分裂
質量較小的原子核相互結合
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。
1 kg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。
　　用中子轟擊鈾核，鈾核才能發生裂變，放出能量。
　　外界中子停止轟擊，裂變也就停止了。怎樣才能讓裂變繼續下去呢？
1.發生裂變的條件
裂變
二
　　將火柴搭成左下圖所示結構，點燃第一根火柴后，會發生什么？
2.鏈式反應
　　用中子轟擊鈾235原子核， 鈾核在分裂時， 會釋放出核能，同時還會產生幾個新的中子，這些中子會繼續轟擊其他鈾核。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。
鏈式反應如果是在一瞬間進行那將是劇烈的爆炸。原子彈的爆炸就是鈾核或钚核裂變發生鏈式反應的結果。
　　核電站的核心設備是核反應堆。核反應堆是原子核發生鏈式反應的場所。
　　1942年，人類利用核反應堆第一次實現了可控制的鈾核裂變。
　　目前，全世界已經建成了幾百座核電站，核電發電量接近全球發電量的1/5。
3.核電站利用核能發電
中國目前共有核電站22座。
分別為：秦山核電廠、紅沿河核電廠、秦山第二核電廠、秦山第三核電廠、海陽核電廠、寧德核電廠、福清核電廠、大亞灣核電廠、陽江核電廠、方家山核電廠、田灣核電廠、臺山核電廠、三門核電廠、昌江核電廠、嶺澳核電廠、防城港核電廠、金山核電廠、國圣核電廠、馬鞍山核電站等。
秦山核電站
大亞灣核電站
田灣核電站
嶺奧核電站
核動力潛艇
核動力巡洋艦
核動力航母
使原子核的裂變在可控制的條件下緩慢進行
三.聚變
將質量較小的原子核結合起來，也會釋放出巨大的核能。
聚變
氘
氚
氦核
能量
中子
　　氘核與氚核在超高溫下結合形成氦核和一個中子，能釋放大量核能。這一過程就是聚變。
現階段科學家還沒有找到控制核聚變的方法。通過可控聚變來利用核能，有望徹底解決人類能源問題！
中國核聚變實驗裝置
產生放射性廢料
排熱量大
事實上，聚變釋放的核能遠大于我們“點火”所需的能量。太陽的能量，就來自核聚變——這把“火”自從46億年前“點燃”后，至今未熄。
太陽內部發生的聚變反應，每秒鐘把7 ×108 t的氫變為氦。
產生放射性廢料
排熱量大
　　氘核和氚核都屬于氫核的一種。大量氫核的聚變，可以在瞬間釋放驚人的能量。氫彈利用的就是聚變瞬間釋放的能量。可控聚變尚未實現，海水中蘊藏著豐富的氘核，科學家預言，通過可控聚變來利用核能，將有望徹底解決人類能源問題。
產生放射性廢料
排熱量大
核電站的發電過程中，首先核反應堆將核能轉化為內能，接著高溫高壓的水蒸氣推動汽輪機轉動，將內能轉化為機械能，最后汽輪機帶動發電機發電，將機械能轉化為電能。
解析
題1．核電站發電流程如圖所示，在核電站的發電過程中，下列所述能量轉化順序正確的是（ ）
A.核能→化學能→內能→電能
B.核能→化學能→機械能→電能
C.核能→內能→機械能→電能
D.核能→機械能→內能→電能
隨堂練習
C
原子是由原子核和電子組成的，原子核是由質子和中子組成的，選項A錯誤；原子核分裂或者相互結合時均有可能釋放核能，選項B、C錯誤；核能可以直接從自然界獲得，是一次能源，選項D正確。
解析
題2.關于原子、原子核和核能，下列說法正確的是（ ）
A.原子由質子和電子組成
B.原子核只有相互結合時才能釋放核能
C.原子核只有分裂時才能釋放核能
D.核能是一次能源
D
核電站可以給水力資源、化石能源匱乏的地區提供能量保證，應當適度發展核電并高度重視其安全性；核電站的核廢料仍具有放射性，故不能像生活垃圾那樣處理或進行二次加工利用，必須進行專門的處理。
解析
題3.為緩解電力緊張的狀況，需要開發利用新能源，我國陸續建成了一些核電站。關于核電站，下列說法正確的是（ ）
A.核電站使用的燃料是核原料
B.發生核事故會造成放射性污染，所以應該關閉所有核電站
C.核能高效、經濟，所以應該大力發展核電
D.核電站產生的核廢料可以像生活垃圾那樣被處理或進行二次加工利用
A
核能
裂變
聚變
原子彈
核反應堆
氫彈
課堂小結

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