22.2第2节 核能-2024-2025学年初中物理九年级下册（人教版）教学课件

核能第2节第二十二章

能源与可持续发展1945年8月6日，美国向日本广岛投下第一颗原子弹，该城大部分被摧毁……观察与思考氢弹的威力比原子弹更强大……原子弹和氢弹的巨大能量是怎样产生的？它们的原理是什么呢？一、核能原子核（正）核外电子（负）质子（正）中子（不带电）质子中子电子原子核10-14~10-15m约10-10m质子的质量约是电子的1836倍质子和中子的质量几乎相同质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。原子核是非常牢固的核能：当原子核发生分裂或相互结合时释放出的能量。重核发生裂变轻核发生聚变二、裂变铀矿石科学们找到了适合发生裂变的重核——铀235原子核。1934—1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其裂变成了两个较小的原子核，同时释放出2~3个中子，这个过程释放了巨大的能量。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。思考：铀235只有在中子的轰击下才能发生裂变，那么是不是要不断地从外界提供中子才能使反应不断进行呢？实验：将火柴搭成右图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么？用中子轰击铀235原子核的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，这就是裂变中的链式反应。链式反应示意图1942年，人类首次实现了可控制的核裂变。核电站利用可控的核裂变发电，它的核心设备是核反应堆。核反应堆是发生链式反应的场所。核电站中的反应堆我国的第一座核电站—秦山核电站截至目前，我国商运核电机组53台，在建核电机组23台，总装机容量2419万千瓦，在建规模继续保持世界领先，在运行在建核电机组容量位居全球第二。核反应堆：外面包裹着厚厚的混凝土，吸收辐射。水在核反应堆中心循环流动。吸收在核反应中产生的热量，并将这部分内能传递给蒸汽发生器内的水。蒸汽推动汽轮机，带动电机运转。吸收了热量的水汽化变成蒸汽。你能说出其中的能量转换是怎样的吗？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，产生极大的破坏性力量。1964年我国第一颗原子弹爆炸关于核电站里能量的转化过程，说法正确的是（）A.原子核能核能电能B.原子核能内能C.原子核能内能机械能电能D.原子核能内能电能例题C三、聚变将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能，这就是核聚变。氘核、氚核就是发生核聚变的材料。氕氘氚都是氢核海水中蕴藏着丰富的、可实现聚变的氘核氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能释放大量核能。这一过程就是聚变。聚变也被称为热核反应。约是等质量的铀核裂变的7倍1967年我国的第一颗氢弹爆炸氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。既然核裂变能够做到和平利用，那么人们能和平利用核聚变的能量吗？人们虽然能够控制裂变反应的速度，但还没有找到实用的控制核聚变反应的方式。人类还不能和平利用核聚变的能量。这就要靠同学们来实现了哟！(中考·内江)关于核聚变，下列说法正确的是（）A.原子核必须在超高温下才能发生聚变B.任何两个原子核都可以发生聚变C.原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变D.目前人类已经建成核电站，利用核聚变发电A例题核废料核反应堆的铀核发生裂变时，在释放能量的同时也会产生放射线，这些放射线如果泄露到核反应堆外面，会对人和其他生物造成伤害。核电站使用过的核燃料称为核废料，核废料仍然具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方。2023年8月24日，日本开始向海洋排放核废水。2011年，日本福岛核电站发生爆炸，造成核泄漏核能原子的结构原子核核能裂变聚变核外电子链式反应应用：原子弹、核电站应用：氢弹1．组成原子核的粒子是（）A.带正电的质子和带负电的电子B.带正电的质子和不带电的中子C.带正带的质子、带负电的电子和不带电的中子D.带负电的电子和不带电的中子B2.关于核能，下列说法中正确的是（）A.核能很小，无法利用B.核能巨大，但现在无法利用C.核动力航母利用的是核能D.核能是可再生的D3.人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为下列关于原子弹和核电站的说法正确的是() A.原子弹是利用核裂变，核电站是利用核聚变B.原子弹是利用核聚变，核电站是利用核裂变C.原子弹对聚变的链式反应速度不加控制D.核电站控制裂变的链式反应速度D