（人教版）九年级全一册22.2 核能 课件

第二十二章能源与可持续发展第二节

核能复习引入人类利用能源的历程21世纪的能源趋势核能我们知道，分子是由原子构成的，原子的中心是原子核，原子核周围有一定数目的电子在核外运动。进一步的研究表明，原子核还有如图所示的更精细的内部结构：原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，其电荷量跟电子电荷量相等，中子不带电；质子的质量大约是电子的1836倍，质子和中子的质量几乎相同。质子和中子构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。核能质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能（nuclearenergy）。裂变1934年至1938年，科学家曾先后用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，变成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。1

kg铀全部裂变，释放的能量超过2000

t煤完全燃烧时释放的能量。用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。这就好比用火柴点燃木材，木材才能燃烧。假如外界的中子停止轰击，裂变也就停止了。那么，怎样才能使裂变继续下去呢？想想议议将火柴搭成如图所示的结构，想象你在点燃第一根火柴后，会发生什么情况。裂变用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核…...于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能（见右图）。这就是裂变中的链式反应。裂变核电站利用核能发电，它的核心设备是反应堆（见右图）。核电站利用反应堆产生的内能，通过蒸汽轮机做功，带动发电机发电。1942年人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。当时的核反应堆的功率非常小，大约需要260座这样的反应堆才能点亮一只40

W的灯泡。然而，这是人类利用核能的关键一步。今天，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的1/5。裂变核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的。链式反应如果不加控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。原子弹爆炸时发生的链式反应，是不加控制的。在人类实现可控核裂变大约3年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。聚变如果将某些质量很小的原子核，例如，氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核——氦核，也会释放出巨大的核能（见右图），这就是聚变，有时把聚变也称为热核反应。聚变氘核、氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出惊人的能量。氢弹利用的就是聚变在瞬间释放的能量。如何实现可控聚变，如何利用可控聚变释放的核能，科学家正在积极地探索着。海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氘核。科学家预言，通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题。核能核能：质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。裂变：核裂变又称核分裂，是一个原子核分裂成几个原子核的变化。裂变只有一些质量非常大的原子核像铀、钍和钚等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变……使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量称为原子核能，俗称原子能。知识点一：核能的利用核能聚变：核聚变又称核融合、融合反应或聚变反应。有时把聚变也叫作热核反应。核是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核（如氦），并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。核聚变是核裂变相反的核反应形式。科学家正在努力研究可控核聚变，核聚变可能成为未来的能量来源。知识点一：核能的利用核能核能的优缺点：核能是一种清洁的能源，利用核能发电不会加重地球的温室效应；核燃料体积小，运输与储存方便；核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低。核能电厂会产生放射性废料；核能发电厂热效率较低，热污染严重；核能电厂投资成本较大；核电厂如果在事故中处理不当，放射性废料会对生态及民众造成伤害。知识点一：核能的利用课堂练习例题1：2011年3月11日，日本发生里氏9.0级地震并引发海啸，导致福岛核电站发生泄漏，造成重大人员伤亡和环境污染，下列说法中正确的是（

）。

A.

核能是可再生能源B.

核电站是利用化学能来发电的C.

由于核反应堆爆炸而泄漏的大量放射性污染物，应及时排入大海D.

向反应堆内注水降温是因为水的比热容较大D知识点一：核能的利用

课堂练习【解析】核能属于一旦消耗就很难再生的能源，是不可再生能源，故选项A错误；核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水，产生高温高压的蒸汽，带动发电机发电，故选项B错误；核反应堆爆炸而泄漏的放射性物质，若排入大海，会污染环境，故选项C错误；因为水的比热容较大，向核反应堆内注水，和其他物质相比，升高相同的温度，水吸热多，能起到很好的降温效果，故选项D正确。课堂练习例题2：2011年日本福岛核电站由于地震引发核泄漏，对人和其他生物造成极大的伤害。下列有关核能的说法中，正确的是（

）。

A.

核泄漏具有极大危害性，应关闭所有核电站B.

核能是可再生能源C.

为了解决能源危机，虽然核辐射有危害性，但也要在全国大范围建造核电站D.

在不可再生能源日趋珍贵时，适度发展核电是人类的一种选择D知识点一：核能的利用

课堂练习例题2：【解析】A选项，虽然核泄漏造成的核辐射会使周边环境严重污染，在利用核能的同时要注意安全。不合题意；B选项，核能中的核燃料用完后也不能重复使用，属于不可再生能源。不合题意；C选项，为了解决能源危机，核辐射有危害性，应在适合范围建造核电站。不合题意；D选项，在不可再生能源日趋珍贵时，适度发展核电可以解决人类能源短缺的局面。符合题意。实战演练例题1：下列关于放射现象、原子核和核能的说法中，正确的是（

）。B知识点一：核能的利用A.

通过对放射现象的研究，物理学家确认，原子核由质子和电子组成B.

放射性有着广泛的应用，但是强剂量或长时间的辐射对人体有害C.

目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的D.

核聚变的原料“铀”在地球上的储量非常有限实验探究【解析】原子核是由质子和中子组成的，质子和中子是由更小的微粒夸克组成的，因此选项A错误；放射性在治疗肿瘤方面有着重要的应用，但是过量的辐射对人体是有危害的，有时往往需经20年以后，一些症状才会表现出来，因此选项B正确；核电站是利用核裂变的链式反应释放的核能来发电的，不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染，选项C错误；，铀在地壳中的含量很高，比汞、铋、银要多得多，但由于提取铀的难度较大，只有沥青铀矿和钾钒铀矿两种常见的矿床，另外铀是核裂变的原料，不是核聚变，故选项D错误。实战演练例题2：（多选）下列关于能源的说法中正确的是（

）。BCD知识点一：核能的利用A.

天然气属于可再生能源B.

煤炭、石油都属于不可再生能源C.

原子弹利用的是核裂变，氢弹利用的是核聚变D.

核电站利用核能发电，核反应堆中发生的链式反应是可控的实战演练例题3：（多选）下列关于核能的说法中，正确的是（

）。CD知识点一：核能的利用A.

核能和煤、石油一样都是常规能源，而不是新能源B.

核能和太阳能、风能、水能一样都是可再生能源C.

原子核发生裂变和聚变都会释放巨大的能量，这就是核能D.

光纤中传播的是激光实验探究【解析】核能是新能源，煤和石油都是常规能源，所以选项A错误；太阳能、风能、水能都是可再生能源，核能是不可再生能源，所以选项B错误；开发核能的途径有两条：一是重元素的裂变，如铀的裂变；二是轻元素的聚变，所以选项C