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第3章 能量的转化与守恒
第7节 核能
情境导入
人类所需的能源大多数来自于太阳能。你知道从太阳射向地球的电磁能（光）是怎么产生的吗？
核能：原子核是可以转变的。原子核在转变过程中所释放的能量称之为核能。
核聚变产生的核能转化过来。
核聚变是原子核变化的方式之一，除此之外，原子核变化方式还有核裂变。
一、裂变和聚变
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，并释放出巨大的能量现象。
铀核裂变
像铀核这种受到中子撞击产生连锁式核裂变的反应称为链式反应。
1千克铀核全部转变为氪核和钡核时释放出的核能，超过了2000吨煤完全燃烧时所放出的化学能。
原子弹（核裂变）
如果原子核裂变的链式反应不加以控制，在短时间内形成雪崩式的裂变反应，就会放出巨大能量而产生猛烈的核爆炸，原子弹就是运用这个原理制造的。
2.核聚变
2个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核，同时释放出能量的现象。
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。
超高温
热核反应
氢弹（核聚变）
氢弹的威力比原子弹大得多。
核裂变和核聚变都是获得核能的途径。
核能是巨大的，能不能被人类和平利用呢？
二、核能的和平利用——
核电站
1.核电站
可控制地进行核反应的装置称为核反应堆。
如果能够按需要控制链式反应的速度，使原子核的裂变反应持续而缓慢地进行，核能有控制地平稳释放，这样的核能就可以为人类和平建设服务。
核电站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。
太阳能产生原理
①核聚变产生。
②核能从太阳核心向外辐射
③辐射过程中，核能转化成热能和电磁能（光），其中有一部分到达地球。
太阳能
核裂变可以控制，但核聚变现在还不行。利用聚变发电，是未来核电发展的一个方向。核聚变发电相对于核裂变发电有什么优点？
核聚变反应中几乎不存在放射性污染，无需担忧失控，不会发生爆炸，是一种真正清洁、成本低廉和安全可靠的新能源，受控核聚变实现之日就是我们真正摆脱能源危机之时 。
2.核电站的安全性
请你谈谈核电站安全问题主要有哪些？
一是核反应万一失控，会损坏设备，引起放射性物质泄漏；二是放射性废料处理不当，会导致环境污染。
世界上曾发生了2次较大的核电事故。1986 年，苏联切尔诺贝利核电站发生事故。2011年，日本福岛核电站核泄漏事故。
三、放射性
1.放射性
早在100多年前，科学家贝克勒尔、居里夫妇等发现铀、钍、镭等元素能够自发地放出穿透能力很强的射线。居里夫人把元素具有的这种辐射能力叫作放射性。进一步研究发现，许多天然存在的元素也具有放射性。
原子核的裂变也会产生一些放射性物质。
放射性物质既有天然放射性物质，也有人工放射性物质。
三种射线
带正电的高速运动的氦原子核流。
穿透能力最弱，在空气中只能前进几厘米。
带负电的高速运动的电子流。
穿透能力较强，能穿透几厘米厚的铝板。
能量很高的电磁波。
穿透能力最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。
放射性物质放出的射线到底是什么呢？
α射线
β射线
γ射线
工业：测量物体厚度。
农业：照射种子，使种子发生变异，培育新良种；还可以杀菌。
医疗：利用γ射线治疗癌症。
人体组织对射线的耐受能力是不同的，细胞分裂越快的组织，对射线的耐受能力就越弱。
2.放射性现象的用途
人类一直生活在有放射线的环境中。但这些辐射都在安全剂量范围内，对人类没有伤害。
但是，过量的辐射对人体和动物的组织都有破坏的作用。因此，在使用放射性物质时，要注意安全，同时防止放射性物质对空气、水、生活用品等的污染。
3.放射性现象的危害
牛刀小试
1.原子核能是由于(　　)
A.原子核得失电子时所释放的
B.原子核发生变化时所释放的
C.物质发生化学变化时所释放的
D.原子运动所释放的
B
2.下列反应不属于原子核发生的反应的是(　　)
A.裂化反应
B.裂变反应
C.聚变反应
D.热核反应
A
3.关于核能的获取，下列说法正确的是(　　)
A.核反应堆就是利用原子核聚变时，在极短时间内释放出大量核能的装置
B.当原子核内发生变化时，能释放出巨大的能量，质量大的核裂变和质量小的核聚变是获得核能的两条途径
C.核电站就是使核能直接转化为电能的装置
D.在核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变
B
4.关于热核反应，下列描述不正确的是(　　)
A.就单位质量来说，热核反应比质量大的核裂变时释放的能量多
B.对环境的放射性污染较裂变轻，且较容易处理
C.热核反应的核原料在地球上储量丰富
D.热核反应的实现与约束控制较容易
D
课堂小结
1.核能的获取途径：核聚变和核裂变。
2.核能的和平利用：核电站。
3.核能的放射性。

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