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第7节 核能
浙教版 九年级上
教材解析
【核心概念】
4.能的转化与能量守恒
【学习内容与要求】
4.1 能的形式、转移与转化
知道核能及其应用，知道放射性的应用与防护。
核能是原子核在转变过程中所释放出的能量，核能的释放有两种形式：一是重核裂变，如原子弹、核电站等；二是轻核聚变，如氢弹。重核裂变是一个链式反应；轻核聚变比重核裂变释放的能量更强，不易控制。当前应用最多的重核裂变是核电站，核电站中核能的转化过程为核能转化为内能，再转化为机械能，然后转化为电能。核泄漏后对环境的影响很大，主要以放射线的形式向外辐射。
创设情境
原子弹、氢弹、
核泄漏......
核电站、
1945年8月6日和8月9日，为了敦促日本投降，美国将两颗外号为“小男孩”和“胖子”的原子弹，分别投到日本的广岛和长崎，原子弹爆炸时释放出的巨大能量将两座城市在瞬间化为废墟。
惨痛的历史
核能是怎样产生的？人类是如何有效地控制和利用核能的？
探究实践
请说出原子的结构：
原子核
核外电子
原子
质子
中子
原子核转变
新原子核
能量
+
原子核在转变过程中所释放出的能量，称为核能。
核 能 是从原子核内部释放出来的，它比物质在化学反应中所释放出的化学能要大得多。
例如，1 克铀核全部转变为氪核和钡核时释放出的核能，超过了2000 吨煤完全燃烧时释放出的化学能。
如何使原子核发生转变而释放出核能呢？
原子核的裂变
获得核能的两条途径:
原子核的聚变
探究实践
1.核裂变
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，并产生2~3 个新的中子。
（重核裂变）
探究实践
链式反应：
一次裂变后产生的中子继续轰击其他铀核，就会导致越来越多的铀核不断地发生裂变。这种连锁式的铀核裂变反应称为链式反应。
中子就像“点燃”核燃料的火柴
探究实践
1.把石棉网铺在水平桌面上，在石棉网上如图摆放火柴。
2.点燃最左边的火柴，观察火柴的燃烧情况，一根火柴引燃两根火柴，两根火柴会引燃下面四根火...……。如果火柴摆放的足够多，点燃火柴的数量会逐渐变多，就像一个链式反应。
火柴不断点燃，放出热量不断变多，就像裂变中的链式反应。
用点燃的火柴模拟中子。
核裂变的条件：
中子轰击。
探究实践
原子核裂变的链式反应
原子弹
我国于1964年10月16日成功地爆炸了第一颗 原子弹。
在短时间内雪崩式的裂变反应，放出巨大能量而产生猛烈的核爆炸。
不加以控制
我国第一颗原子弹爆炸时形成的蘑菇云
探究实践
请写出氢的同位素原子的符号：
H
1
1
氕
H
21
氘
H
31
氚
H
21
H
31
+
超高温
H
42
氘
氚
氦
+
1个中子
+
巨大能量
2.核聚变
（轻核聚变）
使2个质量较小的原子核在超高温的条件下结合成较大的新核，并释放能量的过程。
探究实践
核聚变也叫做热核反应。
核聚变的条件：
超高温。
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使核反应继续下去。
我国在1967年6月17日又成功地爆炸了第一颗氢弹。
氢弹爆炸时的情景
氢弹
探究实践
在消耗质量相同的核材料时，核聚变比核裂变释放出更多的核能。
氢弹的威力比原子弹大！
探究实践
核裂变
核聚变
核聚变的例子：
太阳的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。
探究实践
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。所以，直到现在人类还不能和平利用核聚变的能量。
一项由欧盟、中国、韩国、俄罗斯、日本、印度和美国共同参与的重大国际合作项目——国际热核聚变实验堆计划（ITER），其目标是建造可实现大规模聚变反应的聚变实验堆，验证和平利用聚变能的科学和技术可行性，并将在本世纪中叶实现利用聚变能发电，造福人类社会。受控核聚变能够为人类提供几乎取之不尽的理想洁净的能量，人类一旦能够稳定地获取核聚变能，将不再有“ 能源危机”。
中国造出人造太阳，我国可控核聚变领域获巨大突破，领先世界5年。
探究实践
核能巨大，目前如何和平利用核能？
1.控制链式反应的速度，缓慢、平稳释放核能；
2.可控制地进行核反应的装置称为核反应堆。
3.核电站发电
核电站就是利用核反应堆提供的能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电的。
核能
热能
机械能
电能
探究实践
4.我国核电状况：
秦山核电站
大亚湾核电站
当前我国运行的核电有11台机组、900万千瓦发电运行，占全国发电装机总容量的2%左右，分别是秦山核电站、秦山二期核电站及扩建工程、秦山三期核电站，广东大亚湾核电站、广东岭澳核电站一期和江苏田湾核电站一期。
岭澳核电站
田湾核电站
探究实践
筹建中的核电站:湖南:桃花江核电站;湖北:大畈核电站;江西:彭泽核电站;海南:昌江核电站一期;广东:陆丰核电站、海丰核电站;广西:红纱核电站;辽宁:徐大宝核电站、东港核电站;重庆:涪陵核电站;四川:三坝核电站;浙江:龙游核电站;安徽:芜湖核电站、吉阳核电站;吉林:靖宇核电站;湖南:小墨山核电站;河南:南阳核电站;福建:漳州核电站、三明核电站。
目前建设中核电站:广东:岭澳核电站二期、阳江核电站、台山核电站一期;辽宁:红沿河一期;福建:宁德核电站一期、福清核电站;浙江:秦山核电站一期扩建工程、三门核电站;山东:海阳核电站一期、石岛湾核电站。
在建机组中有一半以上采用的是华龙一号。
“华龙一号”是中国核电走向世界的“国家名片”。
探究实践
你能说说核电站的优缺点吗？
优点：
1.核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能。
2.核电站不排放烟尘和二氧化碳、二氧化硫等有害气体，对
环境的污染比火力发电站小得多。
3.长远看，核能发电成本低于火力发电。
缺点：万一核泄漏导致放射性污染，核废料、核废水可能对环境造成
污染。
为了防止核电站事故的发生，核电站的反应堆都有一系列的防护措施，设置了多道安全屏障。
探究实践
苏联切尔诺贝利核电站事故：
探究实践
福岛核电站核泄漏：
探究实践
你能回答下列问题吗？
1.如图标志的含义是什么？
放射性物质的标志
2.什么叫做放射性？
能够自发地放出穿透能力很强的射线的性质。
3.放射线有什么特点？
肉眼看不见。
α 射线是带正电的高速运动的氦原子核流，穿透能力最弱；
β 射线是带负电的高速运动的电子流，穿透能力较强；
γ 射线是能量很高的电磁波，穿透能力最强。
（辐射）
4.放射线有哪几种？
探究实践
放射疗法治疗肿瘤、
6.放射线有什么用途？
过量的辐射对人体的危害极大,引发癌症、畸变、不育、怪胎。
5.放射线有什么危害？
育种、杀菌、
人类一直生活在有放射线的环境中，
有约82% 来自于本底辐射，
这些辐射都在安全剂量范围之内。
7.过量的辐射对人体有危害，人类能避免放射线吗？
探究实践
核裂变和核聚变是化学变化吗？
化学变化时分子分裂为原子,原子重新组成新的分 子,化学变化前后原子的种类、数目不变,分子的种类一定改变。
核裂变
核聚变
核裂变和核聚变不是化学变化。
课堂反思
1.核能是蕴藏在_________ 的能量。获得核能的主要途径有_______ 和____________。
原子核中
核聚变
核裂变
3．在核电站中，所发生的核反应（ ）
A．是聚变反应 B．是裂变反应
C．有的是聚变反应，有的是裂变反应
D．既不是聚变反应，也不是裂变反应
B
2.原子弹是根据 的原理制成。氢弹是根据 的原理制成。威力比原子弹还大。
核聚变
核裂变
4.从核能到电能，能量转化正确的途径是（ ）
A、核能→机械能→内能→电能
B、核能→内能→机械能→电能
C、核能→内能→电能 D、核能→电能
B
迁移应用
重核裂变
原子弹
核电站
核能—内能—机械能—电能
核能的利用
轻核聚变
氢弹
太阳热核反应
第7节 核能
板书设计
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