第23課 核能（原卷版）

第23課核能學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解核變化的與眾不同理解核聚變與核裂變分析核變化與物理變化化學(xué)變化的差別了解核聚變與核裂變區(qū)別及應(yīng)用002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)觀察下列變化的原因（核輻射受災(zāi)的動(dòng)物）觀察下列變化能量的來源原子彈的爆炸核電站的建設(shè)003知識(shí)梳理一.裂變和聚變1.核能：原子核是可以轉(zhuǎn)變的。原子核在轉(zhuǎn)變過程中所釋放出的能量，核能是從原子核內(nèi)部釋放出來的，它比物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中釋放出的化學(xué)能要大得多。2.原子核的的裂變和聚變是獲得核能的兩條途經(jīng).（1）核裂變：是質(zhì)量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個(gè)新原子核并且釋放出巨大能量的現(xiàn)象。例如，用中子轟擊鈾-235原子核，可以使鈾核裂變變?yōu)楹ず撕弯^核，同時(shí)向外釋放能量，并產(chǎn)生2-3個(gè)新的中子。如果產(chǎn)生的中子繼續(xù)轟擊著其他鈾核，引起鈾核裂變，就會(huì)導(dǎo)致越來越多的鈾核不斷的發(fā)生裂變，放出越來越多的能量。這種連鎖式的鈾裂變反應(yīng)稱為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。原子的核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加以控制，在短時(shí)間內(nèi)形成雪崩式的裂變反應(yīng)，就會(huì)放出巨大能量而產(chǎn)生猛烈的核爆炸，原子彈就是運(yùn)用這個(gè)原理制造的。（2）核聚變：是2個(gè)質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新原子核，同時(shí)釋放出能量的現(xiàn)象。例如，氚核（核內(nèi)有一個(gè)質(zhì)子、一個(gè)中子的氫核）和氚核（核內(nèi)有一個(gè)質(zhì)子、兩個(gè)中子的氫核）在高溫下聚合成氦核，并向外放出能量，在消耗質(zhì)量相同的核材料時(shí)，核聚變比核裂變釋放更多的核能。核聚變需要極高的溫度，所以也叫做熱核反應(yīng)。熱核反應(yīng)一旦發(fā)生，就不再需要外界給它能量，依靠自身產(chǎn)生的熱就會(huì)使核反應(yīng)繼續(xù)下去。氫彈就是根據(jù)核聚變的原理制造的，它的威力比原子彈大得多。二.核能的和平利用----核電站（1）核電站：如果能夠按需求控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使原子核的裂變反應(yīng)持續(xù)而緩慢地進(jìn)行，核能有控制地平穩(wěn)釋放，這樣的核能就可以為人類和平建設(shè)服務(wù)。可控制地進(jìn)行核反應(yīng)的裝置稱為核反應(yīng)堆。核電站就是利用核反應(yīng)堆提供的能量，使水變成水蒸氣，再利用高溫高壓的蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電的。（2）太陽(yáng)：太陽(yáng)巨大能量就是內(nèi)部核聚變產(chǎn)生的。在太陽(yáng)的內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生核聚變，釋放出巨大的核能。這些能量再?gòu)奶?yáng)核心向外擴(kuò)散到太陽(yáng)表面，然后，大部分太陽(yáng)能以熱和光的形式向四周輻射出去，其中有一部分到達(dá)地球表面。人們雖然能夠控制核裂變的速度，但還是沒有找到實(shí)用的控制核聚變反應(yīng)的方式，所以，直到現(xiàn)在人類還不能和平利用核聚變的能量。放射性1.放射性：早在100多年前，科學(xué)家貝克勒爾、居里夫人等發(fā)現(xiàn)鈾、釷、鐳等元素能夠自發(fā)的放出穿透力很強(qiáng)的射線。居里夫人把元素具有這種輻射能力叫做放射性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，許多天然存在的元素也具有放射性。2.原子的裂變也會(huì)產(chǎn)生一些放射性物質(zhì)。放射性物質(zhì)放出的射線到底是什么？α射線：是帶正電的高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核流β射線：是帶負(fù)電的高速運(yùn)動(dòng)的電子流。γ射線：是能量很高的電磁波。α射線穿透能力最弱，β射線穿透能力較強(qiáng)，γ射線穿透能力最強(qiáng)能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土。放射性現(xiàn)象在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。工業(yè)上利用放射性來測(cè)量物體厚度。農(nóng)業(yè)上利用放射性照射種子，使種子變異，培育新的優(yōu)良品種；利用放射性還可以殺菌。醫(yī)療上利用γ射線治療癌癥。00401強(qiáng)化訓(xùn)練一、單選題1．關(guān)于核能發(fā)電，下列說法中正確的是（）A．核能是可再生能源B．核電站是利用原子核裂變所釋放的能量來發(fā)電C．核能來自太陽(yáng)D．核電站可能會(huì)造成核污染，所以不要發(fā)展核電事業(yè)2．日本發(fā)生的里氏9級(jí)大地震引發(fā)了海嘯及核泄漏，這是日本二戰(zhàn)后遭遇的最嚴(yán)重震災(zāi)。日本福島核電站是目前世界上最大的核電站，如圖所示為核電站發(fā)電流程示意圖。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A．核電站主要是利用原子核的聚變進(jìn)行發(fā)電的B．地震和海嘯的發(fā)生常常都伴有次聲波的產(chǎn)生C．核能與煤、石油、天然氣都屬于不可再生能源D．核能發(fā)電中的發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制造3．中國(guó)的“人造太陽(yáng)”——全超導(dǎo)托卡馬克東方超環(huán)，在全球首次實(shí)現(xiàn)上百秒的穩(wěn)態(tài)高約束運(yùn)行模式，為人類開放利用清潔能源奠定了重要基礎(chǔ)，下列說法正確的是（）

A．核能屬于可再生能源B．現(xiàn)代人類至今還未掌握人工可控制核裂變技術(shù)C．東方超環(huán)的熱核反應(yīng)屬于人工可控核聚變反應(yīng)D．它的原理與太陽(yáng)類似，是將熱能轉(zhuǎn)化為原子核能4．如圖所示是氫彈爆炸時(shí)的場(chǎng)景，氫彈的原理是（）

A．鏈?zhǔn)椒磻?yīng) B．核裂變 C．電磁感應(yīng) D．核聚變5．如圖所示是一種核反應(yīng)的過程，則有關(guān)這過程的說法中正確的是（）

A．該核反應(yīng)過程屬于核裂變過程B．現(xiàn)代核電站獲取核能的方式就是利用了該核反應(yīng)C．該核反應(yīng)的原理可用于制造原子彈D．太陽(yáng)能提供源源不斷的能量是因?yàn)樘?yáng)內(nèi)部在不斷地發(fā)生該核反應(yīng)過程6．核能發(fā)電過程如圖，某一段時(shí)間，反應(yīng)堆釋放能量為E1，發(fā)電機(jī)輸出電能為E2，則（）

A．E2一定小于E1B．利用核能發(fā)電沒有任何缺點(diǎn)C．核反應(yīng)堆里，鈾發(fā)生聚變反應(yīng)D．汽輪機(jī)是熱機(jī)的一種，它工作時(shí)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能7．如圖是我國(guó)的大亞灣核電站，是利用核能來大規(guī)模生產(chǎn)電能的發(fā)電站。關(guān)于核能和核電站，下列相關(guān)說法中正確的是（）

A．核能是可再生能源B．核能不會(huì)對(duì)人類造成危害C．核電站是利用裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)電的D．核電站發(fā)電時(shí)，把核能直接轉(zhuǎn)化為電能8．如圖所示，中國(guó)“人造太陽(yáng)”——大型核實(shí)驗(yàn)裝置“東方超環(huán)”取得重大突破，創(chuàng)造世界新紀(jì)錄，在上億度的高溫狀態(tài)下，物質(zhì)呈現(xiàn)等離子態(tài)，它們可以被磁場(chǎng)約束?！皷|方超環(huán)”的反應(yīng)原理與太陽(yáng)類似。下列有關(guān)說法正確的是（）

A．利用“東方超環(huán)”反應(yīng)原理可制作氫彈 B．核能是可再生能源C．“東方超環(huán)”是利用核裂變產(chǎn)生核能的 D．太陽(yáng)是通過做功的方式向地球輻射能量9．粵港澳大灣區(qū)的電力由大亞灣核電站提供，下列關(guān)于核能說法正確的是（）A．核反應(yīng)堆是可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置B．核能可直接轉(zhuǎn)化為電能C．核能是可再生能源D．核能是原子內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)釋放出來的能量10．我國(guó)新一代可控核聚變研究裝置“中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M”的成功運(yùn)行，標(biāo)志著中國(guó)離“人造太陽(yáng)”的夢(mèng)想又近了一步。下列關(guān)于“人造太陽(yáng)”對(duì)核能的利用，說法正確的是（）A．核能屬于可再生能源B．核能屬于一次能源C．“人造太陽(yáng)”利用了鈾核分裂釋放的能量D．“人造太陽(yáng)”是利用氫核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來工作的11．下列關(guān)于能源的說法錯(cuò)誤的是（）A．核能和太陽(yáng)能都是一次能源B．核電站的核心設(shè)備是反應(yīng)堆，反應(yīng)堆中發(fā)生的是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)C．聚變也稱為熱核反應(yīng)，氫彈利用的就是聚變?cè)谒查g釋放的核能D．風(fēng)能、水能、電能都是可再生能源12．核能作為人類寄予厚望的未來能源之一，其主要應(yīng)用是核能發(fā)電。“華龍一號(hào)”是有著中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代核電技術(shù)，其研發(fā)與創(chuàng)新的核心目標(biāo)就是要打造全球最高核能安全級(jí)別的核電項(xiàng)目。2020年11月27日，“華龍一號(hào)”全球首堆——中核集團(tuán)福清核電5號(hào)機(jī)組首次并網(wǎng)成功，標(biāo)志善中國(guó)正式進(jìn)入核電技術(shù)先進(jìn)國(guó)家行列。核電站利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．目前核電站都是通過聚變反應(yīng)來利用核能B．核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可以控制的C．原子核分裂或聚合時(shí)釋放出核能D．核電站中的核反應(yīng)堆是人為可控的13．7月15日，華能海南昌江核電二期工程3號(hào)機(jī)組核島安裝正式開工。該項(xiàng)目是《海南自由貿(mào)易港建設(shè)總體方案》發(fā)布以來我省最大的能源投資項(xiàng)目，將成為海南清潔能源島建設(shè)的支柱電源。以下關(guān)于核能發(fā)電的說法中不正確的是（）A．核廢料具有放射性B．核電的最大優(yōu)點(diǎn)之一是功率大C．核能發(fā)電會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳D．核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控的14．2021年5月19日，中俄兩國(guó)核能合作項(xiàng)目在兩國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人見證下正式開工。下列關(guān)于原子核、核能的說法，正確的是（）A．原子核是由質(zhì)子和電子組成的B．現(xiàn)階段的核電站主要是利用原子核裂變時(shí)釋放出的能量C．核廢料可直接排放，無(wú)需任何處理D．核能屬于可再生能源二、填空題15．2023年4月，中國(guó)“人造太陽(yáng)”創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄，它在1億度超高溫度下成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運(yùn)行了近403秒。如圖是我國(guó)自主設(shè)計(jì)的“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)裝置——東方超環(huán)，其反應(yīng)原理與太陽(yáng)類似，通過核變，釋放巨大的核能。核能屬于能源（選填“可再生”或“不可再生”）。

16．俄羅斯是世界能源出口大國(guó)，由于最近的俄烏沖突，導(dǎo)致國(guó)際能源價(jià)格暴漲。我國(guó)為擺脫傳統(tǒng)能源的依賴，近年不斷加大對(duì)新能源的研發(fā)力度，不斷升級(jí)能源結(jié)構(gòu)。在下列能源中：煤、石油、和天然氣，屬于清潔能源的是；“華龍一號(hào)”核反應(yīng)堆是我國(guó)最先進(jìn)百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電技術(shù)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代壓水堆核電創(chuàng)新成果，是中國(guó)核電走向世界的“國(guó)家名片”，是中國(guó)核電創(chuàng)新發(fā)展的重大標(biāo)志性成果，利用核能發(fā)電是圖中所示途徑；2020年9月中國(guó)明確提出2030年“碳達(dá)峰”與2060年“碳中和”目標(biāo)，請(qǐng)你為此提出一條日常生活中確實(shí)可行的建議：。

17．2023年4月12日，中國(guó)“人造太陽(yáng)”——“東方超環(huán)”成功運(yùn)行403秒，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄?！叭嗽焯?yáng)”獲取核能的方式如圖的所示。太陽(yáng)能屬于能源。

18．核能作為一種新型能源正在逐步被人們開發(fā)和利用，它屬于（選填“不可再生”或“可再生”）能源。核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆利用的是核材料發(fā)生（選填“核裂變”或“核聚變”）提供能量，如圖是核電站的工作流程，其能量轉(zhuǎn)換過程：核能→內(nèi)能→→電能。

19．如題圖所示，在鐵桶內(nèi)放少量的水，用火加熱，水沸騰之后把桶門堵住，然后澆上冷水，在作用下，鐵桶被壓扁了；能源問題已引起世界各國(guó)的高度重視，核能的開發(fā)利用是解決能源緊缺的重要途徑之一。核能是一種（選填“可再生”或“不可再生”）能源，核能發(fā)電是利用原子核時(shí)釋放的能量。三、綜合題20．在常規(guī)化石能源非常緊缺的今天，核能受到越來越高度的重視，如今美國(guó)電力需求的21%是來自核電。核材料在原子反應(yīng)堆中發(fā)生核反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱能，冷卻劑將這些熱能帶到熱交換器將水變成水蒸氣，水蒸氣推動(dòng)蒸汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，最終實(shí)現(xiàn)了核能到電能