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1、核 能 第二十二章能源与可持续发展背景介绍我国用了短短4年时间完成了原子弹的研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一颗原子弹. 1967年6月17日又成功地爆炸了第一颗氢弹，完成了其他国家要十几年或几十年才完成的工作. 背景介绍背景介绍我国第一颗原子弹我国第一颗氢弹原子弹和氢弹为什么会具有这么大的威力呢？ 背景介绍1原子结构H2O分子以水分子为例：它由一个氧原子和两个氢原子组成。一、核能H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。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。O（2） 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
2、八个中子，由于中子不带电，所以正负电荷量仍然相同。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合时，一旦使原子核分裂或聚合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。2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235原子核，使其发生了裂变。 1 kg铀全部裂变，释放的能量超过2 000 t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？1发生裂变的条件二、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
3、后，会发生什么？2链式反应用中子轰击铀235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。想想议议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。1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。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1/5。3核电站利用核能发电核电站 核电站就是利用核反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。反应堆是核电站的关键设备，链式裂变反应就在其中进行。秦山核电站三期工程 核电站思考：在电站工作过程中，
4、能是如何转化的？ 核能内能机械能电能 我国第一座自行设计建造的核电站秦山核电站大亚湾核电站原子弹爆炸时产生的蘑菇云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。将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能。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，能释放大量核能。这一过程就是聚变。三、聚变能量聚变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
5、可控聚变来利用核能，将有望彻底解决人类能源问题。核能优点核能缺点核能十分巨大，他能极大地补充人类能源的不足能够解决能源不平衡分布的问题核能是不可再生能源核能存在核污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害核反应堆中会产生核废料，治理肥料过程中，代价较高是清洁能源裂 变：科学家发现发现 用中子轰击铀轰击铀 235(质质量数为为235的铀铀)，铀铀核会分裂成大小相差不很大的两部分，这这种现现象叫做裂变变。铀铀核裂变时变时 ，还还同时时放出23个中子，放出的中子又可以轰击轰击 其他铀铀核，使它们们也发发生裂变变。这这样样，裂变变将不断地自行继续继续 下去。这这种现现象叫做链链式反应应。应应用：_。聚 变
6、：科学家们发现们发现 ，较轻较轻 的核结结合成较较重的核，也能释释放能量，这这种现现象叫做聚变变。应应用：_。原子弹、核反应堆氢弹 人类对类对 核能的开发发和利用不断取得新的进进展，根据目前的科研水平，你认为认为 下列关于原子弹弹和核电电站的说说法正确的是 ( )A原子弹弹是利用核裂变变，核电电站是利用核聚变变B原子弹弹是利用核聚变变，核电电站是利用核裂变变C原子弹对弹对 聚变变的链链式反应应速度不加控制D核电电站控制裂变变的链链式反应应速度【解析】 原子弹是利用核裂变，核电站是利用可控制的核裂变，使核能缓慢释放出来。归类探究类型之一核能D1关于原子核的组组成，下列说说法中正确的是 ( )A原
7、子核是由质质子和电电子组组成的B原子核是由质质子和中子组组成的C原子核是由中子和电电子组组成的D原子核是由质质子、中子和电电子组组成的当堂测评B2下列关于核能的说说法错误错误 的是 ( )A核电电站是利用核能来发电发电 的B核反应应堆中发发生的是链链式反应应C核电电站发发生泄漏时时会对对人和生物造成伤伤害D核废废料不会对环对环 境造成污污染D自我测评1.氢原子只由1个质子和1个电子组成，下列关于氢原子的模型图，正确的是（）B A C D 2.关于核电站里能量的转化过程，说法正 确的是（ ）A.原子核能 核能 电能B.原子核能 内能C.原子核能 内能 机械能 电能D.原子核能 内能 电能3.关于
8、核能的下列说法中，不正确的是（ ）A核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量 来发电的B如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内 就会释放出巨大的能量，发生猛烈爆炸C氢弹是利用轻核聚变制成的武器D原子弹是利用轻核聚变和重核裂变而制成的核武器4.用氘核和氚核结合成的新的原子核时产生的核反应是（ ）A.分解反应 B.链式反应 C.裂变 D.热核反应5.经过科学家的不懈努力，找到了获取核能的两条途径：_和_。6.为了有效、和平利用核裂变时所产生的能量，科学家们研制成了_，从而使链式反应可以在人工的控制下缓慢进行。核裂变除了可以用于发电外，在军事上还可以做成威力强大的_。7.核电站的核心设备是_，它是 以_为燃料。 核能裂变聚变原子弹核反应堆氢弹课堂小结