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第二十二章 能源与可持续发展
第二节 核能
一. 学习目标
1. 了解原子、原子核的结构。
2. 了解核裂变和核聚变。
3. 知道核能的优点和可能带来的问题，了解核能利用的新进展。
二. 本节问题
1.原子的结构是什么？
2.什么是核能？释放核能的两种方式是什么？
2.1 什么是裂变中的链式反应？核裂变的应用有哪些？
2.2 核聚变的应用有哪些？
3.核能的优点有哪些？核能可能带来哪些问题？
三. 探究新知
原子核（带正电）
核外电子
（带负电）
质子（带正电）
中子（不带电）
原子
1、原子的结构
电子
质子和中子
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。
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，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。
分裂
结合
2、核能
核裂变
核聚变
释放核能的方式
2.1 裂变
1934年—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。
1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。
用中子轰击铀核
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？
裂变
发生条件
2.1.1 链式反应
　　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？
　　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
2.1.2 核裂变的应用
（1）利用核能发电—核电站
核反应堆实景
核反应堆
1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。
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。
（1）利用核能发电—核电站
秦山核电站
大亚湾核电站
田湾核电站
岭奥核电站
华龙一号核电站是我国自主设计、制造的
具世界领先地位。
华龙一号核电站
（1）利用核能发电—核电站
（2）核动力
核动力潜艇
核动力航母
裂变在可控制的条件下进行。
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。原子弹就是根据这个原理制成的。
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。
（3）原子弹
我国第一颗原子弹爆炸时的照片
1964年10月16日15时，我国第一颗原子弹爆炸成功。
2.2 聚变
将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能，这一过程就是聚变。聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚变又叫热核反应。
超高温
发生条件
2.2.1 核聚变的应用
（1）氢弹
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。
我国第一颗氢弹爆炸时的照片
1967年6月17日，中国第一颗氢弹爆炸成功。
（2）太阳内部的核聚变
自然界中，太阳内部的温度高达1千万摄氏度以上，在那里就进行着大规模的聚变反应。
太阳辐射出的光和热，正是由聚变反应释放的核能转化而来的。可以说，地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量。　　
现阶段科学家还没有找到持续可供使用的控制核聚变的方法。海水中蕴藏着丰富的氘核，目前人类需要解决的技术问题是：如何实现可控的聚变反应获取核能。当今研究的热点是：磁约束的方法。
科学家预言，通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题！
（3）核聚变应用前景
3、 核能的优点及可能带来的问题
核能的优点 （1）经济，节约常规能源；
（2）运输方便，解决能源分布不均衡的问题；
（3）清洁，不会造成大气污染。
核能可能带来的问题 核能存在核污染，一旦发生核泄漏，会对地球生物造成危害。
阅读教材STS 科学.技术.社会
四. 课堂小结
核能
裂变
聚变
特点
应用
特点
应用
链式反应可以控制
核电站、核动力、原子弹
核聚变的控制在探索中
氢弹、自然界太阳能
原子的结构
优点以及可能带来的问题
五. 当堂小测
甲
1．原子的中心是原子核，周围有电子绕核运动，以下说法正确的是(　　)
A．所有原子都由电子、质子、中子组成 B．所有原子的中子数都与质子数相等
C．中性原子的电子数与质子数相等 D．质子、电子所带的电荷不等
2．获取核能有两条途径：重核的裂变和轻核的聚变。如图所示。
属于核裂变的是_____图；属于核聚变的是______图。
（每空2分，满分10分，时间3分钟）
乙
C
4. 从核能到电能，下列能量转化过程中正确的途径是（ ）
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
3．关于核反应，下列说法正确的是( )
A．只有聚变才能释放出核能 B．氢弹爆炸是利用裂变释放出的核能
C．核反应堆中发生的链式反应是不可以控制的 D．原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的
D
第2节 核能
1、原子的结构：原子核（质子 + 中子） 核外电子 -
2、核能：原子核分裂或相互结合释放的能量。
2.1、核裂变： 链式反应加以控制 核电站、核动力
链式反应不加控制 原子弹
2.2、核聚变： 核聚变的控制在探索中 氢弹 自然界太阳能
3、核能的优点及可能带来的问题。
板书设计
第二十二章 能源与可持续发展
作业布置
作业： 1.查找阅读一些有关核能的资料。
2.完成人教版九年级初中物理教材第173页1-5题。

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