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第2节 核能
第二十二章 能源与可持续发展
我国第一颗原子弹爆炸时的情景
我国第一颗氢弹
爆炸时的情景
1964年10月16日15时，我国第一颗原子弹爆炸成功。你知道原子弹为什么会突然放出那么大的能量的呢？随后，1967年6月17日上午8时20分，我国西部地区新疆罗布泊上空，我国第一颗氢弹爆炸试验获得完全的成功，氢弹和原子弹的原理相同吗？
想一想
1.认识核能获取的两种途径。
2.了解核能的利用和优点。
3.了解核能可能带来的问题。
4.知道核能是不可再生能源。
5.知道原子弹和氢弹的原理。
目标与任务
原子核（正）
核外电子（负）
质子（正）
中子（不带电）
1.原子的结构
核能
一
原子核
质子
中子
电子
　　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。
获得核能有两种途径：
①裂变
②聚变
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2000 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
裂变
二
　　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？
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。
链式反应如果是在一瞬间进行那将是剧烈的爆炸。原子弹的爆炸就是铀核或钚核裂变发生链式反应的结果。
　　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
中国目前共有核电站22座。
分别为：秦山核电厂、红沿河核电厂、秦山第二核电厂、秦山第三核电厂、海阳核电厂、宁德核电厂、福清核电厂、大亚湾核电厂、阳江核电厂、方家山核电厂、田湾核电厂、台山核电厂、三门核电厂、昌江核电厂、岭澳核电厂、防城港核电厂、金山核电厂、国圣核电厂、马鞍山核电站等。
秦山核电站
大亚湾核电站
田湾核电站
岭奥核电站
核动力潜艇
核动力巡洋舰
核动力航母
使原子核的裂变在可控制的条件下缓慢进行
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。
能量
聚变
聚变
三
现阶段科学家还没有找到控制核聚变的方法。通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题！
中国核聚变实验装置
事实上，聚变释放的核能远大于我们“点火”所需的能量。太阳的能量，就来自核聚变——这把“火”自从46亿年前“点燃”后，至今未熄。
太阳内部发生的聚变反应，每秒钟把7 ×108 t的氢变为氦。
可能有的同学会产生疑惑：使反应物获得极高的温度，要消耗不少能量，一旦发生聚变，获得的核能能弥补之前的付出吗？不会有“入不敷出”的现象发生吧？
氢弹的爆炸就是核聚变的结果。
核能发展存在两个制约因素：一是核事故，二是放射性废物对生态和环境的影响
与燃煤火电厂相比，核电站对环境的影响主要是放射性污染。核电站排入环境中的放射性污染物的数量与反应堆类型、电站功率大小、净化能力、反应堆运行状况等因素有关。
在早期，核电站每年排出的废水放射性强度较高，一般为几居里到几十居里。但20世纪70年代后期以来，年排放的放射性强度大大降低，一般小于5居里。在正常情况下由于核电站采用多重屏障保护，其对环境的放射性污染很轻微。即使生活在核电站周围的居民，从核电站排放的放射性核素中接受的辐射剂量，一般也不超过本底辐射剂量的1％。只有在核电站反应堆发生堆芯熔化等罕见事故时，才可能对环境造成严重的污染。
　１．为防止放射性灰尘沉降时随呼吸道吸入人体内和降落到皮肤上，污染区的人要及时戴好防毒面具或口罩。也可用湿毛巾捂住口鼻，扎好裤口、袖口、领口，用雨衣、塑料布及床单等就便物品把暴露皮肤遮盖起来，转入安全地带。
　
防核幅射：
2．处于放射性物质沉降地区，应关闭门窗，防止放射性灰尘进入室内，尽量减少室外活动，这样可以减轻核辐射伤害。
核能
原子核
质子
中子
核外电子
聚变
定义：
链式反应
应用：原子核、核电站
定义：
应用：氢弹
裂变
原子
核能
总结与复习
组成原子核的粒子是 （ ）
A.带正电的质子和带负电的电子
B.带正电的质子和不带电的中子
C.带正带的质子、带负电的电子和不带电的中子
D.带负电的电子和不带电的中子
B
关于核能，下列说法中正确的是 （ ）
A.核能很小，无法利用
B.核能巨大，但现在无法利用
C.核动力航母利用的是核能
D.核能可再生的
D
学以致用 1、2
关于裂变反应，下列说法中错误的是 （ ）
A.所有原子核都能发生裂变反应释放能量
B.裂变反应是重原子核吸收中子后发生的
C.原子弹是利用链式反应释放的能量
D.核电站是利用可控链式反应释放的能量
A
以下属于核聚变反应的是 （ ）
A.氢弹爆炸
B.原子弹爆炸
C.太阳内部发生的核反应
D.连续发生的剧烈化学反应
AC
学以致用 3、4
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