3.7核能-2022-2023学年九年级科学上册同步2024课堂（浙教版）

第七节核能九年级科学第三章能量的转化与守恒

人类所利用的能源绝大多数是由核能转化而来的，因为从太阳射向地球的电磁能就是太阳内部进行着的核聚变而产生的，那么，核能是怎样产生的？人类是如何有效的控制和利用核能的？课堂导入知识点分析基础知识点的罗列和例题难点易错点和知识点总结011.核能：原子核是可以转变的。原子核在转变过程中所释放出的能量，核能是从原子核内部释放出来的，它比物质在化学反应中释放出的化学能要大得多。2.核能的应用：核电站

原子弹

氢弹

一.裂变和聚变2.原子核的的裂变和聚变是获得核能的两条途经.（1）核裂变：是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核并且释放出巨大能量的现象。例如，用中子轰击铀-235原子核，可以使铀核裂变变为氦核和钡核，同时向外释放能量，并产生2-3个新的中子。如果产生的中子继续轰击着其他铀核，引起铀核裂变，就会导致越来越多的铀核不断的发生裂变，放出越来越多的能量。这种连锁式的铀裂变反应称为链式反应。原子的核裂变的链式反应不加以控制，在短时间内形成雪崩式的裂变反应，就会放出巨大能量而产生猛烈的核爆炸，原子弹就是运用这个原理制造的。一.裂变和聚变2.原子核的的裂变和聚变是获得核能的两条途经.（2）核聚变：是2个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核结合成质量较大的新原子核，同时释放出能量的现象。例如，氚核（核内有一个质子、一个中子的氢核）和氚核（核内有一个质子、两个中子的氢核）在高温下聚合成氦核，并向外放出能量，在消耗质量相同的核材料时，核聚变比核裂变释放更多的核能。核聚变需要极高的温度，所以也叫做热核反应。热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，依靠自身产生的热就会使核反应继续下去。氢弹就是根据核聚变的原理制造的，它的威力比原子弹大得多。一.裂变和聚变（1）核电站：如果能够按需求控制链式反应的速度，使原子核的裂变反应持续而缓慢地进行，核能有控制地平稳释放，这样的核能就可以为人类和平建设服务。可控制地进行核反应的装置称为核反应堆。核电站就是利用核反应堆提供的能量，使水变成水蒸气，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电的。二.核能的和平利用----核电站（2）太阳：太阳巨大能量就是内部核聚变产生的。在太阳的内部，氢原子核在超高温下发生核聚变，释放出巨大的核能。这些能量再从太阳核心向外扩散到太阳表面，然后，大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去，其中有一部分到达地球表面。人们虽然能够控制核裂变的速度，但还是没有找到实用的控制核聚变反应的方式，所以，直到现在人类还不能和平利用核聚变的能量。二.核能的和平利用----核电站1.放射性：早在100多年前，科学家贝克勒尔、居里夫人等发现铀、钍、镭等元素能够自发的放出穿透力很强的射线。居里夫人把元素具有这种辐射能力叫做放射性。进一步研究发现，许多天然存在的元素也具有放射性。2.原子的裂变也会产生一些放射性物质。放射性物质放出的射线到底是什么？α射线：是带正电的高速运动的氦原子核流β射线：是带负电的高速运动的电子流。γ射线：是能量很高的电磁波。三．放射性α射线穿透能力最弱，β射线穿透能力较强，γ射线穿透能力最强能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。放射性现象在工业、农业、医疗领域都有广泛应用。工业上利用放射性来测量物体厚度。农业上利用放射性照射种子，使种子变异，培育新的优良品种；利用放射性还可以杀菌。医疗上利用γ射线治疗癌症。三．放射性典例精析精选近年各地中考、一模以及名校练习等好题进行分析02【例1】（2022·湖南益阳中考）中国成功研发出了先进核裂变能——钍基熔盐堆的第4代核反应堆发电技术，于2021年9月底在甘肃武威启动试运行，创造了又一项奇迹，其技术应用属于世界首次。钍基熔盐堆具有产生的核废料非常少、使用氟化盐作为冷却剂无需耗费大量水资源和热转换效率高等显著优点。下列有关钍基熔盐堆的说法正确的是（）A.钍基熔盐堆不产生核废料

B.钍基熔盐堆需要大量水作冷却剂，因此不可以建在内陆C．钍基熔盐堆的热转换效率比传统的核反应堆还要低

D．钍基熔盐堆是利用核裂变放出的能量【答案】D【例2】（2022·山东济南一模）继高铁之后，“华龙一号”核电装置成为了我国的另一“国之重器”，已经和多个国家签订了核能发电项目。如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（）A．核反应堆：核能转化为电能 B．蒸汽轮机：内能转化为机械能C．发电机：电能转化为机械能 D．电驱动器：机械能转化为电能【答案】B【例3】（2022·贵州贵阳中考）如图所示，中国环流器二号M装置在可控核聚变（人造太阳）上取得重大突破。核聚变过程中产生的能量是（）A．核能 B．动能 C．机械能 D．重力势能【答案】A【例4】（2021·湖北随州中考）2021年4月，日本政府拟定将福岛第一核电站中核废水排入太平洋的计划，消息一出立刻引起了亚太地区乃至世界各国的不安。如图，媒体报道:福岛核电站的废水中含有大量具有放射性的核物质。结合上述材料判断以下说法错误的是（）A．核电站是利用裂变的链式反应发电的B．核能可以直接从自然界获得，属于一次能源C．核能属于不可再生能源D．核能是高风险能源，世界各国应彻底抛弃对核能的利用【答案】D【例5】（2021·四川成都·中考真题）2021年5月19日，中俄两国核能合作项目在两国领导人见证下正式开工。下列关于核能、原子核的说法，正确的是（）A．太阳能来自太阳内部物质的核裂变反应

B．核反应堆发生的链式反应是可以控制的C．核废料可直接排放，无需任何处理试验

D．原子核是由质子、中子和电子组成【答案】B【例6】（2022·湖北宜昌·一模）2021年12月4日，中国新一代人造太阳研究装置-环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，它与太阳发光的方式相同。下列关于核聚变的认识中正确的是（）A．核聚变释放能量利用率可达100%

B．标志着核聚变发电已进入实用阶段C．人类向可控核聚变又迈进一步

D．聚变是原子核发生分裂【答案】C【例7】（2022·山东日照·一模）下列关于核能、原子核的说法，正确的是（）A．太阳能来自太阳内部物质的核裂变反应

B．核反应堆发生的链式反应是可以控制的C．核废料可直接排放，无需任何处理试验

D．原子核是由质子、中子和电子组成【答案】B【例8】（2019·湖北武汉·中考真题）关于核能和太阳能，下列说法错误的是A．裂变也称为热核反应，裂变时会释放出巨大的核能B．核电站利用核能发电，它的核心设备是反应堆C．太阳能是可再生能源，核能是不可再生能源D．太阳能和核能均属于一次能源【答案】A【例9】（2020·辽宁抚顺·一模）如图所示为核动力火箭的模型，它的动力主要来自核燃料发生_____（填“裂变”或“聚变”）获得。核动力火箭头部涂有特殊的固态“烧蚀材料”，当其穿越大气层时，该“烧蚀材料”可以通过先_____后再汽化，能够_____（填“吸收”或“放出”）热量，对火箭起到保护作用。【答案】

裂变

熔化

吸收【例11】（2020·广东韶关·一模）获取核能有两条途径﹣﹣重核的裂变和轻核的聚变，核电站是利用核的_____（选填“裂变”或“聚变”）来获得核能的，是______（选填“甲”或“乙”）图所示途径；太阳的本质便是个巨大的核______（选填“裂变”或“聚变”）工厂，提供了对地球至关重要的光和热。【答案】

裂变

甲

聚变【例12】（2020·江苏扬州·二模）核能作为一种新能源，正在逐步被人们开发和利用，核电站是利用核能发电，如图所示核燃料在反应堆内通过核_____（选填“裂变”或“聚变”）的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，供千家万户使用。我国家庭照明电路的电压是_____V。核能是_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源。【答案】

裂变

220

不可再生【例12】（2022·广东·模拟预测）如图所示是我国进行海上阅兵时的核潜艇，核潜艇中的核反应堆发生的是核______（选填“裂变”或“聚变”），产生电能提供给设备使用，电能属于______次能源，若1kg铀原子核完全反应产生的能量相当于完全燃烧2400t煤产生的能量，则70g铀核完全反应可使______kg的水温度升高80℃（煤的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），不考虑能量损失）。【答案】

裂变

二

【例13】（2020·山东济南·二模）如图是位于广东省阳江市、目前我国最大的核电站——阳江核电站（NPP），总装机容量6GW。它是利用______（选填“核聚变”或“核裂变”）释放的能量来发电的；核电站使用的核燃料来自一些特殊的天然矿物资源，这些矿物资源属于______（选填“可再生能源”或“不可再生能源”）。【答案】

核裂变

不可再生能源【例14】（2021·山东·模拟预测）获取核能有两种途径﹣﹣核裂变和核聚变，目前人类和平利用核能发电是如图______所示的途径，氢弹爆炸的原理跟______是一样的。（选填甲或乙）【答案】

甲

乙【例15】（2021·辽宁抚顺·三模）如图所示，2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置﹣﹣中国环流器二号M装置（HL﹣2M）在成都建成并实现首次放电，标志着我国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术，为核______（选填“聚变”或“裂变”）堆自主设计与建造打下坚实基础。核电站发电过程是核能转化为蒸汽的内能，通过汽轮机转化为______能，再通过______机转化为电能。【答案】

聚变

机械

发电【例16】（2022·广东揭阳·一模）如图所示，中国“人造太阳”﹣﹣大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，它主要是让含有质子和______的氢原子核在超高温下发生______（选填“裂变”或“聚变”），从而获得核能的研究装置，这与核电站获得核能的方式______（选填“相同”或“不同”）。【答案】

中子

聚变

不同【例17】（2021·辽宁沈阳·二模）在太阳内部，氢原子核发生______（选填“热核反应”或“链式反应”）释放出巨大的核能。太阳能属于______（选填“一次”或“二次”）能源。【答案】

热核反应

一次【例18】（2019·辽宁锦州·中考真题）我国自行研制的新型核潜艇利用核反应堆中发生的_____(填“核裂变”或“核聚变”)提供动力．核能属于_____(填“可再生”或“不可再生”)能源．【答案】

核裂变

不可再生【例19】（2022·广东·中山市黄圃镇中学一模）如题图所示是卢瑟福原子结构模型，原子核是由和中子构成。原子核一旦发生分裂或聚合就会释放出巨大的能量——核能，核能是一种_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源。核电站利用中子轰击铀核以核_____（选填“裂变”或“聚变”）方式获取核能。【答案】

不可再生

裂变【例20】（2022·广东·深圳实验学校三模）如图是核电站发电和供电的流程图，请回答以下问题：（1）核