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浙教版九年级上册
第7节 核能
第3章 能量的转化与守恒
引入新课
你知道哪些形式的能？
动能、势能、化学能、热能、光能、太阳能、核能......
因为从太阳射向地球的电磁能就是太阳内部进行着的核聚变反应产生的。
人类所利用的能源绝大多数是由核能转化而来的，
那么核能是怎样产生的呢？人类是如何有效地控制和利用核能的？
新课教学
1945年8月6日和8月9日，美国将两颗外号为“小男孩”和“胖子”的原子弹，分别投到日本的广岛和长崎，原子弹爆炸时释放出的巨大能量将两座城市在瞬间化为废墟。
广岛市80％的建筑物化为灰烬，6.8万人当场丧生，5年后因原子弹死亡人数达到24.7万人；长崎市60％的建筑物被摧毁，当场伤亡8.6万人，5年后共死亡14万人。该地区核爆炸的幸存者也不同程度受到放射性污染，患了各种怪异的后遗症，在随后几年中，又有大批人痛苦地死去。
新课教学
视频:广岛原子弹爆炸
新课教学
原子核是可以转变的。原子核在转变过程中所释放的能量
核能：
核能是从原子核内部释放出来的，它比物质在化学反应中所释放出的化学能要大得多。
例如，1kg铀核全部转变为氪核和钡核时释放出的核能，超过了2000吨煤完全燃烧时释放出的化学能。
那么如何使原子核发生转变而释放出核能？
新课教学
获得核能的两条途径:
原子核的裂变和原子核的聚变
（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。
例如,科学家们用中子轰击铀235的原子核，可以使铀核分裂变为氪核和钡核，并释放能量的过程，并产生2~3 个新的中子。
链式反应：
一次裂变后产生的中子继续轰击其他铀核，就会导致越来越多的铀核不断地发生裂变,放出越来越多的能量。
新课教学
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。
原子弹就是运用核裂变的原理制造的。
链式裂变反应示意图，中子就像“点燃”核燃料的火柴
新课教学
视频:核裂变过程
新课教学
（2）核聚变
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。
例如：氘核（核内有 1 个质子、1 个中子的氢核）和氚核（核内有 1 个质子、2 个中子的氢核）在超高温下聚合成氦核，并向外放出能量。
一个中子
（伴随能量释放）
氚核
氘核
氦核
新课教学
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。
核聚变需要极高的温度，所以也叫做热核反应。
热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，依靠自身产生的热就使核反应继续下去。
氢弹就是根据轻核聚变的原理制成的，威力比原子弹还要大。
新课教学
视频:氢弹
新课教学
核能的和平利用――核电站
核能是巨大的，能不能被人类和平利用呢？
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。
可控制地进行核反应的装置称为核反应堆。
新课教学
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。
新课教学
视频:核能的利用
新课教学
太阳能
在太阳的内部，氢原子核在超高温下发生核聚变，释放出巨大的核能。
这些能量再从太阳核心向外扩散到太阳表面，然后，大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去，其中有一部分到达 地球表面 。
人们虽然能够控制裂变反应的速度，但还没有找到实用的控制核聚变反应的方式，所以，直到现在人类还不能和平利用核聚变的能量。
新课教学
核聚变发电相对于核裂变发电优点:
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 。
核电站安全
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。
新课教学
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。
新课教学
放射性物质放出的射线:
α、β 和 γ 三种射线
α射线是带正电的高速运动的氦原子核流。
β射线是带负电的高速运动的电子流。
γ射线是能量很高的电磁波。
三种射线穿透物质的能力特点:
α射线穿透能力最弱，在空气中只能前进几厘米。
β射线穿透能力较强，能穿透几厘米厚的铝板。
γ射线穿透能力最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。
新课教学
放射性现象在工业、农业、医疗等领域都有广泛应用:
①工业上利用放射线来测量物体厚度。
②农业上利用放射线照射种子，使种子发生变异，培育新的优良品种。
③利用放射线还可以杀菌。
④医疗上利用γ 射线治疗癌症。
因为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，它对射线的耐受能力就越弱。
放射疗法
新课教学
放射性的危害:
人类一直生活在有放射线的环境中。
我们日常生活中的一些用品含有放射性物质，周围的一些岩石中也有放射性物质，地球上的每个角落都有不断的来自宇宙的射线，等等。
由于这些辐射都在安全剂量范围之内，对我们人体没有伤害。
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，必须注意安全，也要防止放射性物质对空气、水、生活用品等的污染。
新课教学
放射线的来源
从扇形图中可以看出，人体日常接受的放射线中，有约82%来自于本底辐射。本底辐射是自然界中普遍存在的，它的放射源有很多，有些来自太空，有些则来自地球上的物体，如岩石或土壤中的铀经过衰变产生的氡放射出来的。在我们的周围，可以进行少剂量放射的物质几乎随处可见：房屋中的木头、砖块，衣服的布料，日常食品，甚至我们的身体。
由生活环境、生活方式所带来的放射剂量可能比本底辐射还要多。香烟中含有许多放射性物质；生活在海拔高的地方或经常坐飞机，会增加宇宙射线对身体的辐射；医院里产生的放射性废弃物；核反应堆产生的放射性废弃物；等等。
当堂检测
1、核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，下列有关核能利用说法正确的是（　　）
A．核反应堆所用的核燃料是可再生能源
B．核电站产生的核废料对环境没有污染
C．目前核电站都是通过核裂变来释放核能
D．核反应堆中发生的链式反应是无法控制的
C
2、关于核聚变，下列说法正确的是(　　)
A．原子核必须在超高温下才能发生核聚变
B．任何两个原子核都可以发生核聚变
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
A
当堂检测
3、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
当堂检测
4、能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路部分示意图及电热水壶图，下列相关叙述正确的是（　　）
A．核反应堆进行的核裂变释放核能，直接转化为家庭电路所需的电能
B．发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水
C．汽轮机工作、壶内水升温两过程中，改变水的内能方式相同
D．手机充电和电热壶烧水时，两者本质都是电流做功
D
板书设计
第7节 核能
核能
射线：α射线、β射线、γ射线
定义:原子核在转变过程中所释放的能量
两条途径
核裂变：原子弹、核电站
核聚变：氢弹、太阳内部的热核反应
布置作业
1、复习本节课所学的主要内容；
2、完成作业本中相应练习；
3、预习“第8节 能量的转化与守恒”相关内容。3.7核能课后检测
班级 姓名
1.如图所示，“华龙一号”是由中国两大核电企业研发的先进百万千瓦级压水堆核电技术，使核能的利用更安全、更经济。下列关于核能说法正确的是（　　）
A．核能可直接转化为电能
B．核反应堆是可控的链式反应装置
C．原子由质子和中子组成
D．核能是原子内部的化学反应释放出来的能量
2.核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，下列有关核能利用说法正确的是（　　）
A．核反应堆所用的核燃料是可再生能源
B．核电站产生的核废料对环境没有污染
C．目前核电站都是通过核裂变来释放核能
D．核反应堆中发生的链式反应是无法控制的
3.继高铁之后，“华龙一号”核电装置成为了我国的另一“国之重器”，目前已经和多个国家签订了核能发电项目。如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，正确的是（　　）
核反应堆：核能转化为内能
B．蒸汽轮机：化学能转化为动能
C. 发电机：电能转化为机械能
D．电取暖器：电能转化为机械能
4.能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路部分示意图及电热水壶图，下列相关叙述正确的是（　　）
A．核反应堆进行的核裂变释放核能，直接转化为家庭电路所需的电能
B．发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水
C．汽轮机工作、壶内水升温两过程中，改变水的内能方式相同
D．手机充电和电热壶烧水时，两者本质都是电流做功
5.下列关于核能获取方式说法正确的是(　　)
A．太阳核心利用核裂变释放能量
B．核电站利用核聚变获取能量
C．原子弹利用核裂变释放能量
D．氢弹利用核裂变释放能量
6.关于核聚变，下列说法正确的是(　　)
A．原子核必须在超高温下才能发生核聚变
B．任何两个原子核都可以发生核聚变
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
7.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
8.原子核能是由于(　　)
A.原子核得失电子时所释放的
B.原子运动所释放的
C.物质发生化学变化时所释放的
D.原子核发生变化时所释放的
9.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
10.如图所示是现代人们获取核能的两种途径一-裂变和聚变。关于它们的应用。下列说法正确的是( )
A.甲图是核裂变，乙图是核聚变
B.氢弹就是根据图甲原理制成的
C.原子弹就是根据图乙原理制成的
D.太阳内部的热核反应是核聚变和核裂变两种
11.核电站的核心是核反应堆,它以铀为核燃料,核反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能,再通过蒸汽轮机和发电机把高温蒸汽的内能转化为电能。如图所示是核电站的原理示意图,第一回路中水被泵压入核反应堆,在那里被加热,然后进入热交换器,把热量传给第二回路中的水,又被泵压回到反应堆里。在热交换器内,第二回路中的水被加热成高温高压蒸汽,然后被送入汽轮机以驱动汽轮机,做功后温度和压强都降低,进入冷凝器,最后又由泵把它压回热交换器,高速旋转的汽轮机带动发电机发电。
（1）从核反应堆到发电机,能量的转化过程是:核燃料的　　　能→水的　　　能→汽轮机的　　　能→　　　　能。
（2）在第一回路的核反应堆的外围,有一层厚厚的水泥防护层,其主要作用是 　 。
（3）冷凝器中发生的物态变化是　　　　,该过程要　　　　热。
（4）在第二回路中,用水做循环液体,原因是水的　　　　　较大。
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B C A D C A B D D A
(1)核　内　机械　电　(2)防止核辐射 (3)液化　放　(4)比热容

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