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第二十二章 能源與可持續發展
第二節 核能
一. 學習目標
1. 了解原子、原子核的結構。
2. 了解核裂變和核聚變。
3. 知道核能的優點和可能帶來的問題，了解核能利用的新進展。
二. 本節問題
1.原子的結構是什么？
2.什么是核能？釋放核能的兩種方式是什么？
2.1 什么是裂變中的鏈式反應？核裂變的應用有哪些？
2.2 核聚變的應用有哪些？
3.核能的優點有哪些？核能可能帶來哪些問題？
三. 探究新知
原子核（帶正電）
核外電子
（帶負電）
質子（帶正電）
中子（不帶電）
原子
1、原子的結構
電子
質子和中子
質子和中子依靠強大的核力緊密地結合在一起，要使它們分裂或結合都是極其困難的。
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。
分裂
結合
2、核能
核裂變
核聚變
釋放核能的方式
2.1 裂變
1934年—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2000t煤完全燃燒時釋放的能量。
用中子轟擊鈾核
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？
裂變
發生條件
2.1.1 鏈式反應
　　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？
　　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。
想想議議
2.1.2 核裂變的應用
（1）利用核能發電—核電站
核反應堆實景
核反應堆
1942年，人類利用核反應堆第一次實現了可控制的鈾核裂變。
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。
（1）利用核能發電—核電站
秦山核電站
大亞灣核電站
田灣核電站
嶺奧核電站
華龍一號核電站是我國自主設計、制造的
具世界領先地位。
華龍一號核電站
（1）利用核能發電—核電站
（2）核動力
核動力潛艇
核動力航母
裂變在可控制的條件下進行。
鏈式反應如果不加以控制，大量原子核就在一瞬間發生裂變，釋放出極大的能量。原子彈就是根據這個原理制成的。
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。
（3）原子彈
我國第一顆原子彈爆炸時的照片
1964年10月16日15時，我國第一顆原子彈爆炸成功。
2.2 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，這一過程就是聚變。聚變需要在幾百萬攝氏度的高溫下才能發生，因此聚變又叫熱核反應。
超高溫
發生條件
2.2.1 核聚變的應用
（1）氫彈
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。
我國第一顆氫彈爆炸時的照片
1967年6月17日，中國第一顆氫彈爆炸成功。
（2）太陽內部的核聚變
自然界中，太陽內部的溫度高達1千萬攝氏度以上，在那里就進行著大規模的聚變反應。
太陽輻射出的光和熱，正是由聚變反應釋放的核能轉化而來的。可以說，地球上的人類每天都享用著聚變釋放出的能量。　　
現階段科學家還沒有找到持續可供使用的控制核聚變的方法。海水中蘊藏著豐富的氘核，目前人類需要解決的技術問題是：如何實現可控的聚變反應獲取核能。當今研究的熱點是：磁約束的方法。
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！
（3）核聚變應用前景
3、 核能的優點及可能帶來的問題
核能的優點 （1）經濟，節約常規能源；
（2）運輸方便，解決能源分布不均衡的問題；
（3）清潔，不會造成大氣污染。
核能可能帶來的問題 核能存在核污染，一旦發生核泄漏，會對地球生物造成危害。
閱讀教材STS 科學.技術.社會
四. 課堂小結
核能
裂變
聚變
特點
應用
特點
應用
鏈式反應可以控制
核電站、核動力、原子彈
核聚變的控制在探索中
氫彈、自然界太陽能
原子的結構
優點以及可能帶來的問題
五. 當堂小測
甲
1．原子的中心是原子核，周圍有電子繞核運動，以下說法正確的是(　　)
A．所有原子都由電子、質子、中子組成 B．所有原子的中子數都與質子數相等
C．中性原子的電子數與質子數相等 D．質子、電子所帶的電荷不等
2．獲取核能有兩條途徑：重核的裂變和輕核的聚變。如圖所示。
屬于核裂變的是_____圖；屬于核聚變的是______圖。
（每空2分，滿分10分，時間3分鐘）
乙
C
4. 從核能到電能，下列能量轉化過程中正確的途徑是（ ）
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
3．關于核反應，下列說法正確的是( )
A．只有聚變才能釋放出核能 B．氫彈爆炸是利用裂變釋放出的核能
C．核反應堆中發生的鏈式反應是不可以控制的 D．原子彈爆炸時發生的鏈式反應是不加控制的
D
第2節 核能
1、原子的結構：原子核（質子 + 中子） 核外電子 -
2、核能：原子核分裂或相互結合釋放的能量。
2.1、核裂變： 鏈式反應加以控制 核電站、核動力
鏈式反應不加控制 原子彈
2.2、核聚變： 核聚變的控制在探索中 氫彈 自然界太陽能
3、核能的優點及可能帶來的問題。
板書設計
第二十二章 能源與可持續發展
作業布置
作業： 1.查找閱讀一些有關核能的資料。
2.完成人教版九年級初中物理教材第173頁1-5題。

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