1、核核 能能 第二十二章第二十二章 第节第节 1原子结构原子结构 H2O分分子子 以水分子为例：它由一个氧原子和两个氢原子组成。以水分子为例：它由一个氧原子和两个氢原子组成。 一、核能一、核能 H 原子由原子核和核外电子组成。原子由原子核和核外电子组成。 （1）氢原子由原子核和一个核外电子组成。）氢原子由原子核和一个核外电子组成。 原子核有一个质子，质子带正电荷，核外电子带负电荷。原子核有一个质子，质子带正电荷，核外电子带负电荷。 二者电荷量相同。二者电荷量相同。 O （2） 氧原子由原子核和八个核外电子组成。氧原子由原子核和八个核外电子组成。 原子核有八个质子和八个中子，由于中子不带电，所以正
2、原子核有八个质子和八个中子，由于中子不带电，所以正 负电荷量仍然相同。负电荷量仍然相同。 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，这就是合时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能核能。 2核能核能 质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分 裂或结合都是极其困难的。裂或结合都是极其困难的。 1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，原子核， 使其发生了裂变。使其发生了裂变。 1 kg铀全部裂变
3、，释放的能量超过铀全部裂变，释放的能量超过2 000 t煤完全燃烧时煤完全燃烧时 释放的能量。释放的能量。 用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。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？继续下去呢？ 1发生裂变的条件发生裂变的条件 二、裂变二、裂变 那么，地球上的能源是否是无尽的呢？ 将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生 什么？什么？ 2链式反应链式反应 用中子轰击铀用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释
4、放出核能，原子核，铀核在分裂时，会释放出核能， 同时还会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击其他铀核。于同时还会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击其他铀核。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。中的链式反应。 想想议议想想议议 核电站的核心设备是核电站的核心设备是 核反应堆。核反应堆是原核反应堆。核反应堆是原 子核发生链式反应的场所。子核发生链式反应的场所。 1942年，人类利用核年，人类利用核 反应堆第一次实现了可控反应堆第一次实现了可控 制的铀核裂变。制的铀核裂变。 目前，全世界已经建成了几百座
5、核电站，核电发电量接近目前，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近 全球发电量的全球发电量的1/5。 3核电站利用核能发电核电站利用核能发电 链式反应如果不加以控制，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。大量原子核就在一瞬间发生裂变。 释放出极大的能量。释放出极大的能量。 在人类实现可控核裂变大在人类实现可控核裂变大 约三年后，即约三年后，即1945年，利用不年，利用不 加控制的核裂变制造的毁灭性加控制的核裂变制造的毁灭性 武器武器原子弹爆炸了。原子弹爆炸了。 将质量较小的原子核结合起来，也会将质量较小的原子核结合起来，也会 释放出巨大的核能。释放出巨大的核能。 氘氘
6、氚氚 氦核氦核 中子中子 氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能释放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。大量核能。这一过程就是聚变。 三、聚变三、聚变 能量能量 聚变聚变 氘核和氚核都属于氢氘核和氚核都属于氢 核的一种。大量氢核的聚核的一种。大量氢核的聚 变，可以在瞬间释放惊人变，可以在瞬间释放惊人 的能量。氢弹利用的就是的能量。氢弹利用的就是 聚变瞬间释放的能量。聚变瞬间释放的能量。 可控聚变尚未实可控聚变尚未实 现，海水中蕴藏着丰现，海水中蕴藏着丰 富的氘核，科学家预富的氘核，科学家预 言，通过可控聚变来言，通过可控聚变来 利用核能，将有望彻利用核能，将有望彻 底解决人类能源问题。底解决人类能源问题。 核能核能 裂变裂变 聚变聚变 原子弹原子弹 核反应堆核反应堆 氢弹氢弹 课堂小结课堂小结
