第五節

核能的利用與環境保護教學課件TeachingCourseware20XX.XX.XX第五章原子核與核能高中物理魯科版（2019）選擇性必修第三冊1.知道什么是核反應堆,了解核電站及核能發電的優缺點。2.知道原子彈和氫彈的反應原理。3.知道核能的利用與防護。素養目標新課講解Newlessonexplanation新課講解一、核電站1.反應堆通過可控制的鏈式反應來釋放核能的裝置。(1)燃料：鈾棒(2)慢化劑：為了使裂變產生的快中子減速(3)控制棒：利用鎘棒吸收中子的能力很強來控制反應速度(4)水泥防護層：屏蔽射線防止放射性污染“熱中子（慢中子）”核反應堆示意圖水泥防護層控制棒——鎘棒燃料棒—鈾棒減速劑19世紀末20世紀初，人類通過實驗認識了核能并逐步學會使用和控制核能。新課講解核反應堆釋放的核能電能核電站轉化為的發電廠就是將2.核電站壓水式反應堆核電站包括反應堆本體、一回路系統、二回路系統、汽輪發電機組以及為支持系統正常運行并保證反應堆安全而設置的輔助系統。一回路系統是蒸汽供應系統，包括蒸汽發生器、穩壓器、主冷卻劑泵等，反應堆釋放的內能由冷卻劑帶到蒸汽發生器中，產生蒸汽；二回路系統是蒸汽驅動汽輪發電機組進行發電的系統，與常規火電廠汽輪發電系統基本相同。新課講解新課講解目前核電站的反應堆以

為燃料，發電成本低于煤電。但是

只占天然鈾的0.72％，99.28％的

沒有被充分利用，造成了資源的浪費和核廢料處理上的困難。采用增殖反應堆可使資源得到充分利用。增殖反應堆新課講解二、原子彈和氫彈1.原子彈原子彈是一種沒有減速劑、不加控制的爆炸性鏈式反應裝置。原子彈的鏈式反應是怎樣形成方法一：是將濃度為90％以上的

分成兩塊半球形，每塊都達不到臨界體積。利用普通炸藥引爆，使兩塊

擠合到一起，使其達到臨界體積，同時中子源釋放中子引起鏈式反應，從而引發劇烈爆炸。這樣設計的裝置，稱為“槍式”裝置。方法二：稱為“內爆法”，即將炸藥放在沒有達到臨界體積的（或）塊周圍。當炸藥爆炸時，很快向中心壓縮，使(或

）塊密度大增，發生鏈式反應。這種設計方法難度大，但核材料利用率較高。新課講解2.氫彈普通炸藥U235氘、氚爆炸裂變聚變1967年6月17日，我國首枚氫彈爆炸成功氫彈是一種不需人工控制而實現核聚變的反應裝置。新課講解在彈體內裝有熱核材料，

、鈾塊或钚塊以及普通炸藥。當普通炸藥爆炸時，鈾塊或钚塊迅速合為一體，使彈體體積超過臨界體積而發生爆炸。爆炸的高溫高壓使

等輕核發生聚變反應，產生很高的能量直至再次發生更大規模的爆炸。新課講解新課講解三、核能的優勢與危害等效①核能發電可緩解能源危機。一座百萬千瓦級壓水式反應堆核電站，每年僅消耗1噸

，同等規模的燃煤發電廠每年要消耗原煤2.5×106噸。在煤炭等資源越來越少的情況下，越來越多的國家利用核能發電。1.核能的優勢新課講解百萬千瓦級的燃煤電站每年要排放出幾萬噸二氧化硫、氮氧化物等有害氣體及致癌物質，而且煙塵還含有少量釷、鐳等放射性物質。核電站的安全殼是頂部為半球形的鋼筋混凝土建筑物，將反應堆和一回路系統密封在內，能防止其污染環境；二回路系統的廢水、廢氣是低放射性的且經過處理后才能排放。②在安全運行的情況下，核能發電比燃煤發電對環境帶來的污染小。新課講解(1)核燃料使用后會產生具有高放射性的核廢料。(2)核泄漏會產生嚴重后果在反應堆的外面需要修建很厚的水泥層,用來屏蔽裂變產物放出的各種射線。核廢料需要裝入特制的容器,深埋地下。2.核能的危害新課講解(3)核武器的威脅核武器的威力巨大，不僅能摧毀地球上的生命，還會使生態環境受到嚴重破壞。所以，核武器的使用和核武器技術的擴散始終威脅著人類自身的生存。經典例題ClassicExample經典例題1.(多選)如圖是核電站工作流程圖,關于核能,下列說法正確的是A.核反應堆可以把核能直接轉化為電能B.核反應堆利用的是原子核衰變過程產

生的能量C.核反應生成物的比結合能大于反應物

的比結合能D.水泥防護層的作用是屏蔽裂變產物放出的各種射線√√經典例題

答案0.527kg經典例題

課堂練習ClassroomPractice課堂練習課堂練習課堂練習課堂練習課堂練習課堂練習課堂小結ClassSummary課堂小結核能的利用與環境保護目標一：核電站燃料：鈾棒目標二：原子彈