22.2核能++-2024-2025学年人教版物理九年级上学期

第2节

核能第二十二章能源与可持续发展学习目标1.了解核能、裂变、聚变，知道核能的优点和可能带来的环境问题。 2.初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响有两面性。观察与思考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……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时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。核裂变核聚变释放核能的方式二、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。裂变：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放能量的过程。知识点2裂变1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生了裂变。

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。用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢？发生裂变的条件思考：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？当中子轰击铀核时，铀核发生裂变，释放大量核能的同时产生出几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核，使它们也发生裂变。由此，链式裂变就是铀核持续裂变的现象。链式反应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。核电站中的反应堆核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。核能→内能→机械能→电能核能的和平利用——核电站1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。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。链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。在人类实现可控核裂变大约三年后，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。原子弹三、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氚氦核中子氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，也会释放大量核能。这一过程就是聚变，也称为热核反应。能量聚变知识点3聚变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。氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。可控聚变尚未实现，海水中蕴藏着丰富的氘核，科学家预言，通过可控聚变来利用核能，将有望彻底解决人类能源问题。核燃料的安全循环使用和处理核电站的核废料具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。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