第23课 核能（原卷版）

第23课核能学习目标学习目标课程标准学习目标了解核变化的与众不同理解核聚变与核裂变分析核变化与物理变化化学变化的差别了解核聚变与核裂变区别及应用002预习导学观察下列变化的原因（核辐射受灾的动物）观察下列变化能量的来源原子弹的爆炸核电站的建设003知识梳理一.裂变和聚变1.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.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。（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。二.核能的和平利用----核电站（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。（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。放射性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。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。00401强化训练一、单选题1．关于核能发电，下列说法中正确的是（）A．核能是可再生能源B．核电站是利用原子核裂变所释放的能量来发电C．核能来自太阳D．核电站可能会造成核污染，所以不要发展核电事业2．日本发生的里氏9级大地震引发了海啸及核泄漏，这是日本二战后遭遇的最严重震灾。日本福岛核电站是目前世界上最大的核电站，如图所示为核电站发电流程示意图。下列说法错误的是（）

A．核电站主要是利用原子核的聚变进行发电的B．地震和海啸的发生常常都伴有次声波的产生C．核能与煤、石油、天然气都属于不可再生能源D．核能发电中的发电机是根据电磁感应原理制造3．中国的“人造太阳”——全超导托卡马克东方超环，在全球首次实现上百秒的稳态高约束运行模式，为人类开放利用清洁能源奠定了重要基础，下列说法正确的是（）

A．核能属于可再生能源B．现代人类至今还未掌握人工可控制核裂变技术C．东方超环的热核反应属于人工可控核聚变反应D．它的原理与太阳类似，是将热能转化为原子核能4．如图所示是氢弹爆炸时的场景，氢弹的原理是（）

A．链式反应 B．核裂变 C．电磁感应 D．核聚变5．如图所示是一种核反应的过程，则有关这过程的说法中正确的是（）

A．该核反应过程属于核裂变过程B．现代核电站获取核能的方式就是利用了该核反应C．该核反应的原理可用于制造原子弹D．太阳能提供源源不断的能量是因为太阳内部在不断地发生该核反应过程6．核能发电过程如图，某一段时间，反应堆释放能量为E1，发电机输出电能为E2，则（）

A．E2一定小于E1B．利用核能发电没有任何缺点C．核反应堆里，铀发生聚变反应D．汽轮机是热机的一种，它工作时，将机械能转化为内能7．如图是我国的大亚湾核电站，是利用核能来大规模生产电能的发电站。关于核能和核电站，下列相关说法中正确的是（）

A．核能是可再生能源B．核能不会对人类造成危害C．核电站是利用裂变的链式反应发电的D．核电站发电时，把核能直接转化为电能8．如图所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”取得重大突破，创造世界新纪录，在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。“东方超环”的反应原理与太阳类似。下列有关说法正确的是（）

A．利用“东方超环”反应原理可制作氢弹 B．核能是可再生能源C．“东方超环”是利用核裂变产生核能的 D．太阳是通过做功的方式向地球辐射能量9．粤港澳大湾区的电力由大亚湾核电站提供，下列关于核能说法正确的是（）A．核反应堆是可控的链式反应装置B．核能可直接转化为电能C．核能是可再生能源D．核能是原子内部的化学反应释放出来的能量10．我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”的成功运行，标志着中国离“人造太阳”的梦想又近了一步。下列关于“人造太阳”对核能的利用，说法正确的是（）A．核能属于可再生能源B．核能属于一次能源C．“人造太阳”利用了铀核分裂释放的能量D．“人造太阳”是利用氢核的链式反应来工作的11．下列关于能源的说法错误的是（）A．核能和太阳能都是一次能源B．核电站的核心设备是反应堆，反应堆中发生的是链式反应C．聚变也称为热核反应，氢弹利用的就是聚变在瞬间释放的核能D．风能、水能、电能都是可再生能源12．核能作为人类寄予厚望的未来能源之一，其主要应用是核能发电。“华龙一号”是有着中国自主知识产权的第三代核电技术，其研发与创新的核心目标就是要打造全球最高核能安全级别的核电项目。2020年11月27日，“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组首次并网成功，标志善中国正式进入核电技术先进国家行列。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是（）A．目前核电站都是通过聚变反应来利用核能B．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的C．原子核分裂或聚合时释放出核能D．核电站中的核反应堆是人为可控的13．7月15日，华能海南昌江核电二期工程3号机组核岛安装正式开工。该项目是《海南自由贸易港建设总体方案》发布以来我省最大的能源投资项目，将成为海南清洁能源岛建设的支柱电源。以下关于核能发电的说法中不正确的是（）A．核废料具有放射性B．核电的最大优点之一是功率大C．核能发电会产生大量的二氧化碳D．核反应堆中发生的链式反应是可控的14．2021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。下列关于原子核、核能的说法，正确的是（）A．原子核是由质子和电子组成的B．现阶段的核电站主要是利用原子核裂变时释放出的能量C．核废料可直接排放，无需任何处理D．核能属于可再生能源二、填空题15．2023年4月，中国“人造太阳”创造新的世界纪录，它在1亿度超高温度下成功实现稳态高约束模式等离子体运行了近403秒。如图是我国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，其反应原理与太阳类似，通过核变，释放巨大的核能。核能属于能源（选填“可再生”或“不可再生”）。

16．俄罗斯是世界能源出口大国，由于最近的俄乌冲突，导致国际能源价格暴涨。我国为摆脱传统能源的依赖，近年不断加大对新能源的研发力度，不断升级能源结构。在下列能源中：煤、石油、和天然气，属于清洁能源的是；“华龙一号”核反应堆是我国最先进百万千瓦级压水堆核电技术，具有完全自主知识产权的三代压水堆核电创新成果，是中国核电走向世界的“国家名片”，是中国核电创新发展的重大标志性成果，利用核能发电是图中所示途径；2020年9月中国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标，请你为此提出一条日常生活中确实可行的建议：。

17．2023年4月12日，中国“人造太阳”——“东方超环”成功运行403秒，创造了新的世界纪录。“人造太阳”获取核能的方式如图的所示。太阳能属于能源。

18．核能作为一种新型能源正在逐步被人们开发和利用，它属于（选填“不可再生”或“可再生”）能源。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆利用的是核材料发生（选填“核裂变”或“核聚变”）提供能量，如图是核电站的工作流程，其能量转换过程：核能→内能→→电能。

19．如题图所示，在铁桶内放少量的水，用火加热，水沸腾之后把桶门堵住，然后浇上冷水，在作用下，铁桶被压扁了；能源问题已引起世界各国的高度重视，核能的开发利用是解决能源紧缺的重要途径之一。核能是一种（选填“可再生”或“不可再生”）能源，核能发电是利用原子核时释放的能量。三、综合题20．在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高度的重视，如今美国电力需求的21%是来自核电。核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能，冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸气，水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能