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第7节　核能
知识点1　裂变和聚变
原子核在转变过程中释放的能量叫做原子__核能__，简称核能，也叫原子能。__裂变__和__聚变__是获得核能的两条途径。
1．裂变
裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出能量的过程。
2．聚变
聚变是使2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。
知识点2　核能的和平利用—核电站
1．原理
核电站是利用原子核__裂变__的链式反应产生的能量发电的，它的核心是核反应堆，以铀为燃料，反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的__内能__，通过汽轮发电机转化为__电能__。
2．核电站的能量转化：
核能→内能→机械能→电能
知识点3　放射性
1．常见的放射线：α射线、β射线、γ射线。
2．放射线的应用：可以诱发变异，培育优良品种；用γ射线做手术——γ刀；用射线来杀菌、保鲜等。
说明　放射性物质不一定是核反应产生的，许多天然物质也具有放射性，只要在安全范围内不会对人体造成影响。但核泄漏是指大量的放射性物质外泄，会对环境造成严重破坏，危及生物的生命。
易错点1　核能的理解
例1　下列关于核能的说法中正确的是( B )
A．物质是由原子组成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B．到目前为止，人类获得核能只有两种途径，即原子核的裂变和聚变
C．原子弹和氢弹都是利用原子核的裂变
D．只有在人为条件下才会发生热核反应
【易错说明】氢弹是利用轻核的聚变制成的；太阳和许多恒星内部都进行着大规模的聚变反应，即热核反应，并以光和热的形式将核能辐射出来。
易错点2　核电站的能量转化过程
例2　清华大学研究的高温气冷堆核电机组在国际核电技术中具有领先水平，关于核能发电能量转换顺序说法正确的是( B )
A．核能→机械能→内能→电能
B．核能→内能→机械能→电能
C．核能→电能→机械能→内能
D．核能→内能→电能→机械能
【易错说明】注意核能并不能直接转化为电能，而是通过一系列中间的能量的转化最终变成电能。
1．关于核聚变，下列说法正确的是( A )
A．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
C．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
2．据报道，2018年1月11日093B型核潜艇在我国钓鱼岛附近海域浮出水面，并挂起了中国国旗。该艇可从水下发射鹰击－18反舰导弹，是我国目前最先进的核潜艇。下列有关说法中正确的是( D )
A.核潜艇是靠改变自身体积来改变浮力的
B．跟核能发电一样，该潜艇的核燃料在反应堆内通过核聚变把核能转化为内能，为潜艇提供了动力
C．核能不会污染环境
D．若以行进中的核潜艇为参照物，钓鱼岛是运动的
3．铀裂变在核电厂最常见，热中子轰击铀原子会放出2到4个中子，中子再去撞击其他铀原子，从而形成链式反应而自发裂变。一个U原子核在中子的轰击下发生一种可能的核裂变，其裂变方程为U＋n→Ba＋Sr＋2n，下列说法正确的是( B )
A．人们之所以选择中子轰击铀原子是因为中子质量最大
B．这些粒子由大到小的排列顺序为：铀原子、铀原子核、Ba原子、Sr原子、中子、电子
C．核能是一种可再生能源
D．最先提出原子的核式结构的物理学家是汤姆逊
4．核能是一种__不可再生__(选填“可再生”或“不可再生”)能源。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控__核裂变__(选填“核裂变”或“核聚变”)反应释放核能的设备。核电站中的汽轮机属于__热机__(选填“发电机”“电动机”或“热机”)。
2(共22张PPT)
第3章　能量的转化与守恒
3．7　核能
一、裂变和聚变
1．核能：原子核______________释放出的能量，也称__________。
2．获得核能的两种途径：____________(原子弹的制造原理)和____________(氢弹的制造原理)。质量相同的反应释放核材料，聚变反应释放的核能比裂变的要多得多。
二、核能的和平利用——核电站
核电站中的能量转化：核能→______→________→电能。
发生变化时
原子能
重核裂变
轻核聚变
内能
机械能
三、放射线
1．常见的放射线：α射线、β射线、γ射线。
2．放射线的应用：可以诱发________，培育优良品种；用γ射线做手术——γ刀；用射线来________、________等。
变异
杀菌
保鲜
1．下列有关核能说法正确的是( )
A．核废料不会产生环境污染，可任意处置
B．核能是可再生能源
C．利用核能的途径是使原子核分裂或聚合释放能量
D.人类已经完全掌握和平利用核能的技术，因此根本不必担心能源危机
C
2．下列关于放射线的说法正确的是( )
A．放射线无污染、无公害、利用简单、方便
B．在利用放射线时要注意进行有效防护和防止污染
C.放射线对人畜伤害严重，有弊无利
D．α射线和β射线是有利的，γ射线是有害的
B
3．下列关于核能的说法错误的是( )
A．核电站是利用核能来发电的
B．核反应堆中发生的是链式反应
C．核电站发生泄漏时会对人和生物造成伤害
D．核废料不会对环境造成污染
D
4．下列说法错误的是( )
A．核电站发电的原理是让裂变核能有控制地释放出来，并最终转化为电能
B．氢弹是根据轻核聚变释放能量的原理制成的
C．核武器是利用核反应瞬间释放巨大能量而起杀伤作用的武器
D．目前，人们已能有效地控制核聚变，并在生产中广泛应用
D
5．如图为“移动核电宝”，它由小型核反应堆与船舶组合而成。该“移动核电宝”发电时，反应堆内不停地发生着_________(填“核聚变”或“核裂变”)；核能是____________(填“可再生”或“不可再生”)能源。
核裂变
不可再生
6．《流浪地球》是教育部推荐给学生观看的一部科幻影片，该片假想了在不久的未来太阳即将毁灭，人类面临生存危机。其实，太阳内部天天都在爆炸，发生核________变，向地球辐射着巨大的太阳能。
聚
7．灼热的太阳内部原子之间的剧烈碰撞使核_______(填“裂变”或“聚变”)不停地进行，从而不断辐射出巨大的光和热，给太阳系带来光明。地球上的植物接受阳光的照射，通过________作用，把光能转化为自身的________能。
聚变
光合
化学
8．图为大亚湾核电站发电流程图。在核电站的发电过程中，从核能到电能，图中所示的能量转化顺序是：核能——_______——_______——电能。核电站是利用_______方式获得核能，人们利用这一获得核能的方式制造了_______弹。
内能
机械能
核裂变
原子
9．核电站将____能最终转化为电能，它常建在海边，其原因之一是需要大量的水作为汽轮机的冷却剂，这利用了水的__________较大。某核电站一台发电功率为106千瓦的核电机组于2016年开始发电，它每天能发电_____________，这相当于每天至少可减少火电用煤___________吨，这样会减少大量的二氧化碳等气体和废渣的排放，减轻“北煤南运”的压力。(煤的热值q取3.4×107焦/千克)
核
比热容
2.4×107千瓦时
2.54×103
10．如图是_______________的标志。放射性物质的原子核内部会向外辐射出能量很高的三种射线，分别叫____射线、____射线和____射线。大剂量________线对人畜会造成很大的伤害，所以在利用核能时必须注意防止这种污染。
放射性物质
α
β
γ
放射
11．在作为人类主要能源的化石能源发生危机时，核能由于其能量密度远高于化石能源，给人类解决能源危机带来希望。但1986年切尔诺贝利核电站的核泄漏和2011年日本福岛核电站的核泄漏等事件，使各国对核电站的安全性不得不高度重视。造成核电站的安全性得不到保障的最主要原因是( )
A．核废料不好处理
B．核能发电技术还不成熟
C．只有核裂变可控，核聚变不可控
D．意外发生核泄漏时，会产生放射性污染
D
12．关于如图所示的核动力航空母舰和直升机，小明、小聪、小英和小亮各提出一条与科学知识有关的说法，其中错误的是( )
A．小明：直升机悬停在空中时，
不需要消耗能量
B．小聪：航空母舰利用的核能是
在核反应堆中重核裂变释放的能量，它属于一种新能源
C．小英：当甲板上的飞机都升空执行任务后，航空母舰在大海中的吃水深度将减小
D．小亮：航空母舰上的雷达是利用了电磁波来发现敌方的军事目标的
A
13．图(a)和图(b)是释放核能的两种方式，请回答下列问题：
(1)图(a)是_________反应，这
是____变的原理，不加以控制，
是制造_______弹的
原理；
(2)图(b)是____变的示意图，目前还不能人为控制，是制造____弹的原理。
链式
裂
原子
聚
氢
14．下图是核电站原理示意图。针对目前已建成运转的核电站，回答下列问题。
(1)核电站的核心是_________，它是以______为核燃料，利用原子核裂变的__________反应产生的能量来发电的。
核反应堆
铀
链式
(2)在核电站里，能量的转化过程是核反应堆中放出的____能转化为高温蒸汽的____能，通过汽轮发电机转化为____能。
(3)核电站使用过的核燃料称为_________，它具有_________性，会对人和其他生物造成伤害，一般要深埋在人烟稀少的地方。
(4)秦山核电站的功率为3.0×105kW，如果1g铀235完全裂变可产生能量8.2×1010J，并且假设所产生的能量都变成了电能，那么每年(1年按365天计算)要消耗铀235的质量约为________kg。
核
内
电
核废料
放射
115.4
15．目前释放核能的方式有两种：一是使原子核裂变，二是使原子核_______。1938年，科学家首次用_________(填“电子”“中子”或“质子”)轰击比较大的原子核，同时释放出巨大的能量。1kg轴全部裂变释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。如果煤的热值为3×107J/kg，那么1kg铀全部裂变释放的能量至少为____________J。
聚变
中子
6×1013
16．中科院的“人造太阳”EAST物理实验获重大突破，实验中首次实现持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电，为目前世界最长。
(1)“人造太阳”获得核能的方式是________。
(2)我国不久前研制出一台人造太阳的必备“移动电源”——立式脉冲发电机组，这台发电机组在短时间内运行功率达3×105千瓦，则该发电机组在该功率下36s的时间释放电能为________千瓦时。
核聚变
3×103
(3)“人造太阳”从上世纪50年代开始到现在已经进行了半个世纪，下列观点支持继续进行这项研究的是：______ (可多选)。
A．“人造太阳”实验人力财力投入很大，得不偿失
B．“人造太阳”实验表明可以通过核变化来提供大量的能源
C．“人造太阳”一旦投入使用，可以缓解传统能源危机问题
D．“人造太阳”产生的核辐射小，核废料少，基本不污染环境
E．“人造太阳”需要利用多种高能量方式驱动，条件苛刻，难实现持续供电
BCD

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