22.2第2節(jié) 核能-2024-2025學(xué)年初中物理九年級(jí)下冊(cè)（人教版）教學(xué)課件

核能第2節(jié)第二十二章

能源與可持續(xù)發(fā)展1945年8月6日，美國(guó)向日本廣島投下第一顆原子彈，該城大部分被摧毀……觀察與思考?xì)鋸椀耐Ρ仍訌椄鼜?qiáng)大……原子彈和氫彈的巨大能量是怎樣產(chǎn)生的？它們的原理是什么呢？一、核能原子核（正）核外電子（負(fù)）質(zhì)子（正）中子（不帶電）質(zhì)子中子電子原子核10-14~10-15m約10-10m質(zhì)子的質(zhì)量約是電子的1836倍質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相同質(zhì)子和中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起。原子核是非常牢固的核能：當(dāng)原子核發(fā)生分裂或相互結(jié)合時(shí)釋放出的能量。重核發(fā)生裂變輕核發(fā)生聚變二、裂變鈾礦石科學(xué)們找到了適合發(fā)生裂變的重核——鈾235原子核。1934—1938年，科學(xué)家用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核，使其裂變成了兩個(gè)較小的原子核，同時(shí)釋放出2~3個(gè)中子，這個(gè)過(guò)程釋放了巨大的能量。1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過(guò)2000t煤完全燃燒時(shí)釋放的能量。思考：鈾235只有在中子的轟擊下才能發(fā)生裂變，那么是不是要不斷地從外界提供中子才能使反應(yīng)不斷進(jìn)行呢？實(shí)驗(yàn)：將火柴搭成右圖所示結(jié)構(gòu)，點(diǎn)燃第一根火柴后，會(huì)發(fā)生什么？用中子轟擊鈾235原子核的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)新的中子，這些中子又會(huì)轟擊其他鈾核，于是就導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量核能，這就是裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)示意圖1942年，人類(lèi)首次實(shí)現(xiàn)了可控制的核裂變。核電站利用可控的核裂變發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的場(chǎng)所。核電站中的反應(yīng)堆我國(guó)的第一座核電站—秦山核電站截至目前，我國(guó)商運(yùn)核電機(jī)組53臺(tái)，在建核電機(jī)組23臺(tái)，總裝機(jī)容量2419萬(wàn)千瓦，在建規(guī)模繼續(xù)保持世界領(lǐng)先，在運(yùn)行在建核電機(jī)組容量位居全球第二。核反應(yīng)堆：外面包裹著厚厚的混凝土，吸收輻射。水在核反應(yīng)堆中心循環(huán)流動(dòng)。吸收在核反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量，并將這部分內(nèi)能傳遞給蒸汽發(fā)生器內(nèi)的水。蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)，帶動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。吸收了熱量的水汽化變成蒸汽。你能說(shuō)出其中的能量轉(zhuǎn)換是怎樣的嗎？鏈?zhǔn)椒磻?yīng)如果不加控制，大量原子核就會(huì)在一瞬間發(fā)生裂變，產(chǎn)生極大的破壞性力量。1964年我國(guó)第一顆原子彈爆炸關(guān)于核電站里能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程，說(shuō)法正確的是（）A.原子核能核能電能B.原子核能內(nèi)能C.原子核能內(nèi)能機(jī)械能電能D.原子核能內(nèi)能電能例題C三、聚變將質(zhì)量較小的原子核結(jié)合起來(lái)，也會(huì)釋放出巨大的核能，這就是核聚變。氘核、氚核就是發(fā)生核聚變的材料。氕氘氚都是氫核海水中蘊(yùn)藏著豐富的、可實(shí)現(xiàn)聚變的氘核氘核與氚核在超高溫下結(jié)合形成氦核和一個(gè)中子，能釋放大量核能。這一過(guò)程就是聚變。聚變也被稱(chēng)為熱核反應(yīng)。約是等質(zhì)量的鈾核裂變的7倍1967年我國(guó)的第一顆氫彈爆炸氫彈利用的就是聚變瞬間釋放的能量。既然核裂變能夠做到和平利用，那么人們能和平利用核聚變的能量嗎？人們雖然能夠控制裂變反應(yīng)的速度，但還沒(méi)有找到實(shí)用的控制核聚變反應(yīng)的方式。人類(lèi)還不能和平利用核聚變的能量。這就要靠同學(xué)們來(lái)實(shí)現(xiàn)了喲！(中考·內(nèi)江)關(guān)于核聚變，下列說(shuō)法正確的是（）A.原子核必須在超高溫下才能發(fā)生聚變B.任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變C.原子彈爆炸時(shí)釋放的巨大能量來(lái)自核聚變D.目前人類(lèi)已經(jīng)建成核電站，利用核聚變發(fā)電A例題核廢料核反應(yīng)堆的鈾核發(fā)生裂變時(shí)，在釋放能量的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生放射線(xiàn)，這些放射線(xiàn)如果泄露到核反應(yīng)堆外面，會(huì)對(duì)人和其他生物造成傷害。核電站使用過(guò)的核燃料稱(chēng)為核廢料，核廢料仍然具有放射性，一般深埋在人煙稀少的地方。2023年8月24日，日本開(kāi)始向海洋排放核廢水。2011年，日本福島核電站發(fā)生爆炸，造成核泄漏核能原子的結(jié)構(gòu)原子核核能裂變聚變核外電子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)應(yīng)用：原子彈、核電站應(yīng)用：氫彈1．組成原子核的粒子是（）A.帶正電的質(zhì)子和帶負(fù)電的電子B.帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子C.帶正帶的質(zhì)子、帶負(fù)電的電子和不帶電的中子D.帶負(fù)電的電子和不帶電的中子B2.關(guān)于核能，下列說(shuō)法中正確的是（）A.核能很小，無(wú)法利用B.核能巨大，但現(xiàn)在無(wú)法利用C.核動(dòng)力航母利用的是核能D.核能是可再生的D3.人類(lèi)對(duì)核能的開(kāi)發(fā)和利用不斷取得新的進(jìn)展，根據(jù)目前的科研水平，你認(rèn)為下列關(guān)于原子彈和核電站的說(shuō)法正確的是() A.原子彈是利用核裂變，核電站是利用核聚變B.原子彈是利用核聚變，核電站是利用核裂變C.原子彈對(duì)聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度不加控制D.核電站控制裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度D