1、第二十二章第二十二章 能能源与可源与可持续发展持续发展第第2 2节节 核能核能人教人教版版 物理物理 九九年级年级 下册下册导入新知导入新知我国第一颗我国第一颗原子弹原子弹爆炸时的情景爆炸时的情景我国第一颗我国第一颗氢弹氢弹爆炸时的情景爆炸时的情景氢弹和原子弹能量来源于哪里？它们的原理相同吗？氢弹和原子弹能量来源于哪里？它们的原理相同吗？素养目标素养目标1.了解了解核能核能、裂变裂变、聚变聚变，知道核能的优点和，知道核能的优点和可能带来的环境问题。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初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响有两面性。的影响有两面性。探究新知探究新知原子核（
2、正）原子核（正）核外电子（负）核外电子（负）质子（正）质子（正）中子（不带电）中子（不带电）知识点 1探究新知探究新知 质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，这就是有可能释放出惊人的能量，这就是核能核能。质质子子和和中子中子依靠强大的依靠强大的核力核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。合都是极其困难的。核核 能能探究新知探究新知裂变裂变：质量较大的：质量较大的原子核原子核在在中子中子轰击下分裂成轰击下分裂成2 2个新原子核，个新原子核，并释放
3、能量的过并释放能量的过程。程。知识知识点点 2 1938年，科学家用中年，科学家用中子轰击质量比较大的铀子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生了裂变。原子核，使其发生了裂变。1kg铀全部裂变，释放的能铀全部裂变，释放的能量超过量超过2 000t煤完全燃烧时煤完全燃烧时释放的能量。释放的能量。点击图点击图片演示核裂变片演示核裂变探究新知探究新知 用用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。放出能量。外外界中子停止轰击，裂变也就停止了。界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎怎样才能让裂变继续下去呢？样才能让裂变继续下去呢？发发生裂变的条件生裂变的条件探究新知探究新
4、知 当当中子轰击铀核时，铀核发生裂变，释放大量核能的同中子轰击铀核时，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。由此们也发生裂变。由此，链式裂变，链式裂变就是铀就是铀核持续裂变的核持续裂变的现象。现象。链式反应链式反应点击图点击图片演片演示链式反应示链式反应探究新知探究新知 核核电站的核电站的核心设备是心设备是核反应核反应堆堆。核反应堆是。核反应堆是原子核发生原子核发生链式链式反应反应的场所。的场所。核能核能内能内能机械能机械能电能电能 核能的和平利核能的和平利用用核核电站电站 1942年
5、，人年，人类利用核反应堆类利用核反应堆第一次实现了可第一次实现了可控制的铀核裂变。控制的铀核裂变。探究新知探究新知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大量原子核就在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。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，在人类实现可控核裂变大约三年后，即即1945年年，利用不加控制的核裂变制，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器造的毁灭性武器原子弹爆炸了。原子弹爆炸了。原子弹原子弹 巩固练习巩固练习1.为为缓解电力紧张的状缓解电力紧张的状况，我况，我省正在加快核电站的相省正在加快核电站的相关建关建设，下设，下列说法正确的列说
6、法正确的是（是（）A核电站将核能最终转化为电能核电站将核能最终转化为电能B核反应堆中发生的是不可控制的核裂变核反应堆中发生的是不可控制的核裂变C核能发电使用的燃料是天然气核能发电使用的燃料是天然气D核电站利用的核能属于可再生能源核电站利用的核能属于可再生能源A探究新知探究新知氘氘氚氚氦核氦核中子中子 氘氘核与氚核在超高温下结合形成核与氚核在超高温下结合形成氦核氦核和一个和一个中子中子，也会也会释释放大量核能。这一过程就是放大量核能。这一过程就是聚变，聚变，也称为也称为热核反应热核反应。能量能量聚变聚变知识点3探究新知探究新知 氘核和氚核都属于氢核的一氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，
7、可以在瞬种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。间释放惊人的能量。氢弹氢弹利用的利用的就是聚变瞬间释放的能量。就是聚变瞬间释放的能量。可控聚变尚未实现可控聚变尚未实现，海水中，海水中蕴藏着丰富的氘核，科学家预言，蕴藏着丰富的氘核，科学家预言，通过通过可控聚变来利用核能可控聚变来利用核能，将有，将有望彻底解决人类能源问题。望彻底解决人类能源问题。探究新知探究新知核燃料的安全循环使用和处理核燃料的安全循环使用和处理核电站的核废料具核电站的核废料具有有放射性放射性，对，对环境会造成相当大的危害，因此环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到要将核废料深埋到人迹稀少的沙人迹稀少的沙漠地漠地带带
8、。探究新知探究新知 第第一道屏障是锆一道屏障是锆-4-4合金的燃料包壳，它把核燃料及其裂变产物封闭合金的燃料包壳，它把核燃料及其裂变产物封闭起来。起来。核核电站实施纵深防御、多重保护、多样性的设计原则，确保核安全。电站实施纵深防御、多重保护、多样性的设计原则，确保核安全。以秦山核电站为例，它有三道屏障，用于防止放射性物质的外泄以秦山核电站为例，它有三道屏障，用于防止放射性物质的外泄。第第二道屏障是二道屏障是壁厚为壁厚为175175毫米钢板制成的反应堆压力容器以及相应的毫米钢板制成的反应堆压力容器以及相应的管道设施，它把反应堆冷却剂包容在里面，防止有放射性的反应堆冷却剂管道设施，它把反应堆冷却剂
9、包容在里面，防止有放射性的反应堆冷却剂外泄。外泄。第第三道屏障是反应堆安全壳，它是高三道屏障是反应堆安全壳，它是高72.572.5米、外径米、外径3838米、厚米、厚1 1米的钢米的钢筋混凝土制成的圆柱形建筑，内衬筋混凝土制成的圆柱形建筑，内衬6 6毫米的钢板。安全壳也能抵御外部破毫米的钢板。安全壳也能抵御外部破坏。坏。核废料处理核废料处理巩固练习巩固练习2.下下列关于原子核聚变的说法不正确的列关于原子核聚变的说法不正确的是（是（）A任何两个原子核都可以发生聚变任何两个原子核都可以发生聚变B原子核必须在超高温下才能发生聚变原子核必须在超高温下才能发生聚变C大量的氢原子核聚变时释放出惊人的能量大
10、量的氢原子核聚变时释放出惊人的能量D目前人类还不能有效地控制原子核聚变目前人类还不能有效地控制原子核聚变A巩固练习巩固练习连 接 中 考连 接 中 考（2019内江）关于核聚变，下列说法正确的是（）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，利用核聚变发电目前人类已经建成核电站，利用核聚变发电 自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素素
11、氘氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变变核核裂变裂变核核裂变裂变A课堂检测课堂检测1.核能是核能是_发生变化的过程中释放出的能发生变化的过程中释放出的能量，它又叫量，它又叫_能。获得核能的两条途径是能。获得核能的两条途径是_和和_。2.核电站是利用核电站是利用_的能量来的能量来发电的。发电的。核电站的核心是核电站的核心是_，它的优点是只需它的优点是只需消耗很少消耗很少_，就可以产生大量的，就可以产生大量的_能。能。轻核聚变轻核聚变 原子原子原子核内部结构原子核内部结构重核裂变重核裂变原子核裂变的链式反应所产生原子核裂变的链式反应所产生 燃料燃料
12、核反应堆核反应堆 电电基 础 巩 固 题基 础 巩 固 题课堂检测课堂检测3.下下列关于核能说法正确的列关于核能说法正确的是（是（）A核反应堆中发生的链式反应是不可控制核反应堆中发生的链式反应是不可控制的的B核电站产生的核废料仍具有放射性，一般深埋核电站产生的核废料仍具有放射性，一般深埋在在 人人烟稀烟稀少的少的地方地方 C核反应堆可将核能直接转化成电能核反应堆可将核能直接转化成电能 D我国已建成可控核聚变反应堆我国已建成可控核聚变反应堆 B基 础 巩 固 题基 础 巩 固 题课堂检测课堂检测4.下下图是核电站工作的流程图。关于流程图中各装置的能量图是核电站工作的流程图。关于流程图中各装置的能
13、量转化，下列说法错误的转化，下列说法错误的是（是（）A核反应堆将核能转化为内能核反应堆将核能转化为内能B蒸汽轮机将机械能转化为内能蒸汽轮机将机械能转化为内能C发电机将机械能转化为电能发电机将机械能转化为电能D各种用电器将电能转化为各种用电器将电能转化为其其他他形形式的能式的能B基 础 巩 固 题基 础 巩 固 题探究新知探究新知阅阅读材料，回答问题。读材料，回答问题。在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高的重视。如今美国电在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高的重视。如今美国电力的力的21%是来自核电站。核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能，是来自核电站。核材料在原子反
14、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，蒸汽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，蒸汽轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能的转换。轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能的转换。请在下面的空格中填上适当的内容：请在下面的空格中填上适当的内容：（1）发电机发电时是让线圈在）发电机发电时是让线圈在_中旋转而产生电流，这种现象在物理中旋转而产生电流，这种现象在物理学中称之为学中称之为_现象。现象。（2）核电站所需的核能是利用原子核）核电站所需的核能是利用原子核_（选填（选填“裂变裂变”或或“聚变聚变”）所产生的。所产生的。（3）核电站的核废料具有）核电站的核废料具有_性，对环境会造成相当大的危害，因此性，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。在开发新能源时，如何保护环境是人要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。在开发新能源时，如何保护环境是人类面临的一大课题。类面临的一大课题。磁场磁场电磁感应电磁感应裂变裂变放射放射能 力 提 升 题能 力 提 升 题课堂小结课堂小结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后作业课后作业作业内容教材作业 完完成课后成课后“动手动脑学物理动手动脑学物理”练习练习自主安排配套练习配套练习册练册练习习
