資源簡介

第8節核能的利用
學習目標：
1、知道原子核的裂變和聚變是獲得核能的兩種方式。
2、了解和平利用核能的方式。
3、了解核能和平利用的進展和核能的優點，以及核能開發所帶來的問題。
學習重點及難點：
重點：獲得核能的兩種方式，和平利用核能的方式。
難點：核能開發。
學習過程：
問題導學：
通過介紹二戰末美國在日本廣島、長崎投下了兩枚原子彈和兩圖片引出核變。（也可以順便介紹一下福島核電站的事件）
一、裂變和聚變
（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，并釋放出能量的過程。
　 舉例：中子轟擊鈾235產生核能p110圖3-27
鏈式反應（chain reaction）：如果產生的中子繼續轟擊其他鈾核，就會導致一系列鈾核持續裂變。
原子彈——根據核裂變的原理制成。屬于不可控制的鏈式反應的結果！
（2）核聚變——2個質量較小的原子核結合成質量較大的新核，同時釋放出能量的過程。
　 舉例：氘核和氚核在超高溫下聚合成氦核，同時放出大量能量。
　 由于聚變反應需要在很高的溫度下才可發生，所以也叫熱核反應。
氫彈――根據核聚變的原理制成。威力比原子彈還大。
設疑：核能這么巨大，難道只能用于戰爭嗎？如何才能有效地控制核能的釋放？
二、核能的和平利用――核電站
講授：如果使原子核的裂變和聚變在可控制的條件下緩慢進行，
釋放的核能就可有效地利用。
可介紹如何控制核裂變的反應速率（如右圖）
核電站――利用原子核裂變時產生的大量熱量，使水
變成蒸汽，推動汽輪機運轉，再帶動發電機發電。
如圖所示
　　　　
　圖一：秦山核電站　　　　　　　　　　　　圖二：核電站示意圖
思考：根據圖二，思考在電站工作過程中，能是如何轉化的？
　　　　　　　　核能→內能→機械能→電能
三、放射線
講授：核變過程中除了放出大量熱量外，同時也會放出許多肉眼無法看見、能量很高的射線，如以下三種：
　　α射線：帶2個單位正電荷，是氦原子核
　　β射線：帶1個單位負電荷，是高速的電子流
γ射線：電中性
放射線的益與害：
大劑量的放射線對人畜會造成傷害，但較小的量并加以控制
則可以為人類做許多的事，舉例說明。
隨堂練習：
一、填空題
　　1.原子核由 和 組成. 帶正電荷,電量跟 所帶負電荷電量相等; 不帶電,
質量跟 幾乎相等.
　　2.由于 的變化而釋放出的巨大的能量叫做核能.獲得核能的兩種方式是 和 .
　　3.核電站是利用原子核的 發電的,它的核心設備是 ,在其中發生的 是可以控制的.而在原子彈中發生的 則是不可控制的.
　　4.質量較小的原子核在超高溫作用下結合成質量較大的原子核,會釋放出巨大的核能,這種現象叫做 .
氫彈就是利用此原理制成的.
二、選擇題
　　1.關于核能,下列說法正確的是
　　A.原子核很小,因此其中不可能存在大量的能量 B.人們現在能夠利用可控核聚變的能量
　　C.對于核裂變的鏈式反應,人們還不能控制
　　D.無論是較大的原子核受激分裂,還是較小的原子核的結合,其中都會伴隨著巨大的能量變化
　　2.核電站的能量轉化情況是
　　A.核能→機械能→電能 B.核能→內能→機械能→電能
　　C.核能→化學能→電能 D.化學能→內能→電能
　　3.原子彈和核電站的根本區別是
　　A.原子彈利用核裂變,核電站利用核聚變 　B.原子彈利用核聚變,核電站利用核裂變
　　C.原子彈對裂變的鏈式反應不加控制,核電站控制裂變的鏈式反應速度
　　D.原子彈對聚變的鏈式反應不加控制,核電站控制聚變的鏈式反應速度
三、判斷題
　　1.原子能就是核能,利用原子能發電的工廠稱為核電站 ( )
　　2.相同質量的核燃料,聚變反應釋放出的核能比裂變反應小 ( )
　　3.當裂變反應成為鏈式反應時,釋放出的能量才能加以利用 ( )
四、計算題
　　1 kg鈾全部裂變釋放出的能量約為8.5×1014 J，相當于完全燃燒多少無煙煤釋放的能量？（無煙煤的熱值為3.4×107 J/kg）

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