第7節

核能

浙教版九年級上教材解析【核心概念】4.能的轉化與能量守恒【學習內容與要求】4.1能的形式、轉移與轉化?知道核能及其應用，知道放射性的應用與防護。核能是原子核在轉變過程中所釋放出的能量，核能的釋放有兩種形式：一是重核裂變，如原子彈、核電站等；二是輕核聚變，如氫彈。重核裂變是一個鏈式反應；輕核聚變比重核裂變釋放的能量更強，不易控制。當前應用最多的重核裂變是核電站，核電站中核能的轉化過程為核能轉化為內能，再轉化為機械能，然后轉化為電能。核泄漏后對環境的影響很大，主要以放射線的形式向外輻射。創設情境原子彈、氫彈、核泄漏......核電站、核能是怎樣產生的？人類是如何有效地控制和利用核能的？探究實踐原子核原子核在轉變過程中所釋放出的能量，稱為核能。原子核轉變核能是從原子核內部釋放出來的，它比物質在化學反應中所釋放出的化學能要大得多。新原子核能量+1克鈾核全部轉變為氪核和鋇核時釋放出的核能，超過了2000噸煤完全燃燒時釋放出的化學能。原子的結構：探究實踐獲得核能的途徑:（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，并釋放出巨大的能量現象。探究實踐一次裂變后產生的中子繼續轟擊其他鈾核，就會導致越來越多的鈾核不斷地發生裂變。這種連鎖式的鈾核裂變反應稱為鏈式反應。中子就像“點燃”核燃料的火柴。探究實踐1.把石棉網鋪在水平桌面上，在石棉網上如圖擺放火柴。2.點燃最左邊的火柴，觀察火柴的燃燒情況，一根火柴引燃兩根火柴，兩根火柴會引燃下面四根火...……。如果火柴擺放的足夠多，點燃火柴的數量會逐漸變多，就像一個鏈式反應。火柴不斷點燃，放出熱量不斷變多，就像核裂變中的鏈式反應。用點燃的火柴模擬中子。核裂變的條件：中子轟擊。活動探究實踐如果原子核裂變的鏈式反應不加以控制，在短時間內形成雪崩式的裂變反應，就會放出巨大能量而產生猛烈的核爆炸。我國于1964年10月16日成功地爆炸了第一顆

原子彈。原子彈是根據核裂變的原理制成。屬于不可控制的鏈式反應的結果！探究實踐核聚變是使2個質量較小的原子核在超高溫的條件下結合成較大的新核，并釋放能量的過程。H21H31+超高溫H42氘氚氦+1個中子+巨大能量核聚變需要極高的溫度，所以也叫熱核反應。核聚變的條件是超高溫。探究實踐熱核反應一旦發生，就不再需要外界給它能量，依靠自身產生的熱就使核反應繼續下去。我國在1967年6月17日又成功地爆炸了第一顆氫彈。氫彈就是根據核聚變的原理制造的，氫彈的威力比原子彈大得多。探究實踐核能巨大，目前如何和平利用核能？1.控制鏈式反應的速度，緩慢、平穩釋放核能；2.可控制地進行核反應的裝置稱為核反應堆。3.核電站發電。核電站就是利用核反應堆提供的能量，使水變成蒸汽，再利用高溫高壓的蒸汽推動汽輪發電機發電的。核能熱能機械能電能能量轉化：探究實踐太陽的巨大能量就是內部核聚變產生的。在太陽的內部，氫原子核在超高溫下發生核聚變，釋放出巨大的核能。這些能量再從太陽核心向外擴散到太陽表面，然后，大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射出去，其中有一部分到達地球表面。人們雖然能夠控制裂變反應的速度，但還沒有找到實用的控制核聚變反應的方式，所以，直到現在人類還不能和平利用核聚變的能量。人們能和平利用核聚變的能量嗎？探究實踐閱讀教材說一說：（1）國際熱核聚變實驗堆計劃（ITER）的目標是什么？目標是建造可實現大規模聚變反應的聚變實驗堆，驗證和平利用聚變能的科學和技術可行性，并將在本世紀中葉實現利用聚變能發電，造福人類社會。（2）核聚變發電相對于核裂變發電有什么優點？核聚變反應中幾乎不存在放射性污染，無需擔憂失控，不會發生爆炸，是一種真正清潔、成本低廉和安全可靠的新能源，受控核聚變實現之日就是我們真正擺脫能源危機之時。探究實踐你能說說核電站的優缺點嗎？優點：1.核電站只需消耗很少的核燃料，就可以產生大量的電能。2.核電站不排放煙塵和二氧化碳、二氧化硫等有害氣體，對

環境的污染比火力發電站小得多。3.長遠看，核能發電成本低于火力發電。缺點：萬一核泄漏導致放射性污染，核廢料、核廢水可能對環境造成

污染。為了防止核電站事故的發生，核電站的反應堆都有一系列的防護措施，設置了多道安全屏障。探究實踐核能的利用要防止放射性污染。

早在100多年前，科學家貝可勒爾（AntoineHenriBecquerel）、居里夫婦等發現鈾、釷、鐳等元素能夠自發地放出穿透能力很強的射線。居里夫人（MarieCurie）把元素具有的這種輻射能力叫做放射性。放射性物質的標志放射性物質既有天然放射性物質，也有人工放射性物質。原子核的裂變也會產生一些放射性物質。探究實踐放射性物質放出的射線到底是什么呢？科學家發現各種放射性元素放出的射線中包括α、β和γ三種射線。α射線是帶正電的高速運動的氦原子核流。β射線是帶負電的高速運動的電子流。γ射線是能量很高的電磁波。αβγ這三種射線穿透物質的能力也不同。α射線穿透能力最弱，在空氣中只能前進幾厘米。β射線穿透能力較強，能穿透幾厘米厚的鋁板。γ射線穿透能力最強，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土。探究實踐放射性現象在工業、農業、醫療等領域都有廣泛應用。①工業上利用放射線來測量物體厚度。②農業上利用放射線照射種子，使種子發生變異，培育新的優良品種。③利用放射線還可以殺菌。④醫療上利用γ射線治療癌癥。放射療法因為人體組織對射線的耐受能力是不同的，細胞分裂越快的組織，它對射線的耐受能力就越弱。實踐探究人類一直生活在有放射線的環境中。我們日常生活中的一些用品含有放射性物質，周圍的一些巖石中也有放射性物質，地球上的每個角落都有不斷的來自宇宙的射線，等等。由于這些輻射都在安全劑量范圍之內，對我們人體沒有傷害。過量的輻射對人體和動物的組織都有破壞的作用。人體受到放射性污染，輕者頭暈、疲乏、脫發、紅斑、白血球減少或增多、血小板減少；而大劑量照射，還會引起白血病及骨、肺、甲狀腺癌變甚至死亡，放射性還能引起基因突變和染色體畸變。因此，在使用放射性物質時，必須注意安全，也要防止放射性物質對空氣、水、生活用品等的污染。課堂小結重核裂變原子彈核電站核能→內能→機械能→電能核能的利用輕核聚變氫彈太陽熱核反應遷移應用1．下列關于核能獲取方式說法正確的是(

)A．太陽核心利用核裂變釋放能量B．核電站利用核聚變獲取能量C．原子彈利用核裂變釋放能量D．氫彈利用核裂變釋放能量C2．關于核聚變，下列說法正確的是(

)A．原子核必須在超高溫下才能發生核聚變B．任何兩個原子核都可以發生核聚變C．原子彈爆炸時釋放的巨大能量來自核聚變D．目前人類已經建成核電站，利用核聚變發電A遷移應用3．下列關于放射線的說法正確的是(

)A．放射線無污染、無公害，利用簡單、方便B．在利用放射線時要注意進行有效防護和防止污染C．放射線對人畜傷害嚴重，有弊無利D．α射線和β射線是有利的，γ射線是有害的B4.從核能到電