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第三节 核能的开发与利用
第十六章 永恒的探索：宇宙和粒子
第三节 核能的开发与利用
观察与思考
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
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
了解核电站的工作原理及核能利用的优缺点。
02
知道核裂变与核聚变的概念及能量释放原理。
01
学习目标
核能
核能是通过核反应从原子核中释放的能量。核能的开发主要有核聚变和核裂变两种途径
核裂变是较重的原子核分裂释放能量的过程；
核聚变是较轻的原子核聚合在一起释放能量的过程。
1938 年，物理学家用中子轰击质量比较大的铀 235原子核，使其发生裂变。1 kg 铀全部裂变，释放的能量相当于 2500 t 优质煤完全燃烧所释放的能量。
铀矿石
核裂变
物理学家又发现将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能。氘核与氚核在极高的温度下能够聚合形成氦核和一个中子，释放大量核能。
核聚变
太阳内部的温度高达摄氏1千万度以上，在那里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。
利用核能进行发电的电站称为核电站。
核电站的关键设备是核反应堆。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。
核电站中的反应堆
核能的利用
秦山核电站
大亚湾核电站
田湾核电站
岭奥核电站
核电站用的燃料是铀，用铀制成的核燃料在核反应堆中发生裂变而释放出大量热量，通过热交换器将水变成蒸汽，蒸汽推动蒸汽轮机带着发电机发电，并通过电网送到四面八方。
核电站的发电原理
从广义来说，核设施、核活动、核材料和其他放射性物质都有产生核辐射的危险。放射性物质以波或微粒形式发射出的一种能量就叫核辐射。核爆炸或核事故都会产生核辐射。
核安全
核辐射标志
原子核中的能量如果在一瞬间释放出来，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。
核爆炸
用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核，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。
用火柴模拟链式反应
链式反应示意图
链式反应
核安全是核能与核科学技术发展的前提和基础，事关人民群众的生命和人类的前途命运。加强核安全已成为国际社会共识。
维护核安全，既要全面采取核安全保障措施，提高核设施安全水平，预防核事故发生；又要做好事故缓解和应急措施建设，有效减轻事故后果；还要提升核材料、核技术的管控能力，维护国际核不扩散体系。
核能的开发与利用
核能
核裂变
课堂小结
核能的应用
裂变
聚变
核聚变
核电站
原子弹
氢弹
核安全
1．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
随堂训练
2．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
C
3．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
4．（多选）以下利用了核聚变反应的是 （ ）
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

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