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第7节 核能
考点一、核能
原子由原子核和核外电子构成，而原子核又由质子和中子构成，质子带正电荷，中子不带电，对于原子来说，质子和中子几乎集中了原子的全部质量，却挤在原子中心非常小的空间内，构成很小的原子核，这使得原子核分裂或重新组合极其困难，但是一旦使原子核分裂或聚合，就可释放出惊人的能量。
（一）核能的概念
原子核是可以转变的，原子核在转变过程中所释放出的能量叫做核能。核裂变和核聚变是获得核能的两种途径。
（二）裂变
(1)含义:核裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出巨大能量的现象。如中子轰击铀235，铀核就会分裂成2个新核，并释放出能量，同时产生几个新的中子，1千克铀全部裂变，释放的能量超过2000吨煤完全燃烧释放的能量。
(2)链式反应:每个铀核裂变时会产生几个中子，这些中子又会继续轰击其他铀核，使其他铀核裂变并产生更多的中子，这样就会导致一系列铀核持续裂变，产生链式反应，如图所示。快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的，我们]还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。
(3)应用:原子弹、核电站都是根据核裂变的原理制成的。原子弹属于不加控制的链式反应；核电站属于可控制的链式反应。
（三）聚变
(1)含义: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。由于核聚变需要极高的温度，所以核聚变也叫热核反应。
如图所示，氘核(1个质子和1个氘核中子)和氚核(1个质子和2个中子)在超高温下聚合成新的原子核一氦核，并释放出1个中子，同时释放巨大的能量。
(2)释放能量情况:质量相同的核燃料，核聚变反应释放的核能比核裂变反应释放的核能要多得多。
(3)应用:氢弹是根据核聚变的原理制造的，它的威力比原子弹大得多。太阳的内部在不停地发生这种核聚变，从而向外释放出巨大的能量。
典例1：如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是
A．该模型表示的是核聚变
B．该反应不会产生放射性物质
C．不能用该反应获得能量的方式来发电
D．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
变式1：太阳能是地球能量的主要来源，太阳能的实质是（　　）
A．原子核聚变产生的核能 B．原子核裂变产生的核能
C．原子核链式反应产生的核能 D．化学反应产生的化学能
变式2：2022年12月，核聚变研究领域取得突破性进展。科学家在使用激光的聚变实验中首次实现了净能量增益，即产生的能量比注入的能量还要多。这意味着，人类未来有望结束对化石燃料的依赖，或将拥有个安全、绿色、用之不竭的能源选项。核聚变使用的核材料是下列中的（　　）
A． 氢（H） B．氦（He） C．铀（U） D．钚（Pu）
变式3：如图所示，中国“人造太阳”——大型核试验装置“东方超环”取得重大突破。“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过　 (填“裂变”或“聚变”)释放巨大的核能。核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有　 　性。
考点二、核电站
（一）核电站的原理
(1)核反应堆:可控制地进行核反应的装置，称为核反应堆。核反应堆是核电站核心部分，它以铀为核燃料。
(2)核电站原理:利用核反应堆提供能量，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。
反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能,通过汽轮机带动发电机发电，内能转化为机械能,再转化为电能。核电站的工作过程:第一回路中的水被泵压人反应堆，在那里被加热，然后进人热交换器，把热量传给第二回路的水，然后又被泵压回到反应堆里；在热交换器内，第二回路的水经加热生成高温高压蒸汽，被送入汽轮机驱动汽轮机做功后温度降低、压强减小，进人冷凝器，最后又由水泵把它压回热交换器。高速旋转的汽轮机带动发电机发电。
(3)核电站的能量转化:核电站并非将核能直接转化为电能。目前人类使用的电能大多数是通过发电机发出的，而发电机是把机械能转化为电能的装置，所以核电站必须把核能通过某些途径转化为机械能，再通过发电机转化为电能。核反应堆以铀235为燃料，反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮机做功，将内能转化为机械能，带动发电机发电，将机械能转化为电能。
（二）核电站的特点
(1)消耗燃料少，废渣也少,产生的能量巨大，可以大大减少燃料的运输量。
(2)特别适合于缺少煤、石油和水力资源的区域。
(3)核电站需防止放射性物质泄漏造成的放射性污染，因此必须采用可靠的保护措施，同时要处理好废渣。
(4)成本低，一些发达国家的核电已占相当大的比例，我国的核电事业发展得也很快。
（三）太阳能
(1)在太阳内部，氢原子核在超高温下发生核聚变。
(2)太阳的巨大能量是内部核聚变产生的。
(3)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。
典例1：利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。下面有关核电站的说法正确的是（　　）
A．核反应堆是利用核聚变原理工作的
B．汽轮机将机械能转化为内能
C．发电机将机械能转化为电能
D．核能有放射性风险，所以要禁止使用
变式1：关于核电站，小科总结了以下四种说法，其中正确的是（　　）
A．核电站是利用氢核的聚变产生的能量来发电的
B．核电站的核心是利用核反应堆控制核能平稳地释放
C．核电站的反应堆中放出的核能可以直接转化为电能
D．核电站产生的废料可以直接排放到大海中
变式2：全球首座第四代核电站---高温气冷堆核电站示范工程在山东正式并网发电。反应堆堆芯采用石墨等耐高温材料，采用稀有气体氦气进行堆芯冷却和热传导。下列关于高温气冷堆核电站的说法中不正确的是(　　)
A．该核电站是利用原子核裂变的原理工作的，因此是可控的
B．使用氦气进行堆芯冷却和热传导，利用了氦气比热容较大的性质
C．采用石墨等耐高温材料可以使反应堆堆芯不会出现因高温而熔毁
D．该核电站发电时的能量转化过程是：核能→机械能→内能→电能
变式3：《中国核能发展报告2024》蓝皮书显示，2023年我国核电发电量为4333.71亿千瓦时，位居全球第二，核能作为清洁低碳能源，未来发电占比有望持续提高。
（1）如图甲所示符号表示当心　 　；
（2）核能的开发利用可以减少二氧化碳气体的排放。下列乙、丙两幅核变化示意图中，能形象描述核电站核能获得方式的是图　 　。
考点三、放射性
（一）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做放射性。
原子核的裂变和聚变都会产生些放射性物质，这些物质的原子核内部会向外辐射出肉眼看不见的、能量很高的射线，如a射线、β射线和γ射线。
（二）三种主要的放射线
射线 组成 穿透本领
a射线 带正电的高速运动的氦原子核 最弱，在空气中只能前进几厘米
β射线 带负电的高速运动的电子流 较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板
γ射线 能量很高的电磁波 很强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土
（三）放射性的利与弊
(1)利:少量的放射线可以为人类服务，如r射线可以对机械设备进行探伤；可以使种子变异，培育出新的优良品种；利用放射线可以杀菌。医疗上利用γ射线可以治疗肿瘤等疾病。
(2)弊:过量的高能量的放射线照射对人体和动植物的组织有破坏作用。
典例1：下列关于放射现象、原子核和核能的说法中，正确的是 (　　)
A．通过对放射现象的研究，物理学家确认，原子核由质子和电子组成
B．放射性有着广泛的应用，但是强剂量或长时间的辐射对人体有害
C．目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的
D．核聚变的原料"铀"在地球上的储量非常有限
变式1：（2021·浙江·九年级专题练习）关于核能的应用，下列说法中不正确的是(　　)
A．人类利用核能的途径是核裂变和核聚变
B．太阳发光发热和氢弹爆炸都是轻核聚变释放能量造成的
C．原子弹是在可控的链式反应下进行的核裂变
D．α、β、γ三种放射线中，γ射线可以治疗癌症
变式2：（2020·浙江·中考真题）图表示用中子轰击铀原子核产生氪核和钡核模型。下列叙述正确的是（ ）
A．该模型表示的是核聚变
B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C．该反应不会产生放射性物质
D．不能用该反应获得能量的方式来发电
变式3：常见的射线有：α射线、β射线、γ射线。
（1）α射线：一束在电场中偏向________极板的射线，α粒子就是氦原子核。
（2）β射线：是一种带负电的高速运动的________，具有很强的贯穿本领。
（3）γ射线：是一种波长很短的电磁波，其穿透本领最________。主要应用：可用来检测钢板或纸张的厚度，金属内部的砂眼及裂缝；可用来检查和医治恶性肿瘤，照射种子使种子变异，培育优良品种；可用该射线做手术——________。
1．（2023九上·余姚期末）建成于1991年的我国第一座核电站﹣浙江秦山核电站，获得核能的途径，正确的是（　　）
A．重核的裂变 B．轻核的聚变 C．重核的聚变 D．轻核的裂变
2．（2023九上·长兴期末）太阳能是地球能量的主要来源，太阳能的实质是（　　）
A．原子核聚变产生的核能 B．原子核裂变产生的核能
C．原子核链式反应产生的核能 D．化学反应产生的化学能
3．（2022九上·临海期中）我们认为原子弹和核电站的根本区别是(　　）
A．原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
B．原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
C．原子弹对聚变的热核反应不加控制，核电站控制聚变的热核反应速度
D．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速度
4．台州已成为发电大市，有多种发电方式。图甲为三门核电站发电流程图，图乙为温岭江厦潮汐发电原理图。下列关于两种发电方式说法正确的是
A．核电站利用核聚变获得核能
B．发电机是将电能转化为机械能
C．潮汐发电主要是利用水的内能
D．涨潮和退潮时的能量转化形式相同
5． 图甲和图乙是释放核能的两种方式，下列说法正确的是(　　)
A．图甲方式表示的是核裂变
B．目前核电站是利用图乙方式发电的
C．图甲方式目前还不能人为控制
D．两种释放核能的方式都不会产生放射性物质
6．利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。下面有关核电站的说法正确的是
A．核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变
B．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C．核电站反应堆产生的废料对环境没有污染
D．核能发电发生的能量转化：核能→机械能→内能→电能
7．（2023九上·余姚期末）核电站运行中，主要的能量转化过程是：核燃料的核能转化为　 　能，再转化为机械能，最后转化成　 　能由发电机输出。
8．（2022九上·金华月考）核能是从原子核内部释放出来的能量，比物质在化学反应中释放出的化学能要大得多。获得核能有两条途径，原子弹和核电站都是利用原子核裂变的链式反应释放的能量，两者的本质区别是核电站发生的链式反应是　 　（填“可控”或“不可控”）的；太阳的巨大能量是其内部的氢原子核在超高温下发生　 　释放出的核能。
9．（2024九上·鹿城月考）2023年4月中国“人造太阳”成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造新的世界纪录，
（1）其反应原理与太阳类似，是通过核　 　，释放巨大的核能，从而获得高温。
（2）“人造太阳”加热功率超过1×1012瓦，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达　 　千瓦时。
10．（2024九上·金华月考）“华龙一号”是我国百万千瓦级第三代大型先进压水堆核电技术，作为我国当前最先进、最安全的核电站技术，具有完全自主知识产权，是走出国门的新名片。
（1）“华龙一号”核反应堆内部发生的是　 　的链式反应（选填“核聚变”或“核裂变”）。
（2）图中是核辐射标志的是　 　。（填字母）
11． 三门核电站已实现安全发电1000亿度，减少二氧化碳排放7400多万吨，创造了良好的经济效益和环境效益。
（1） 目前，核电站获取核能的途径为重核　 　。
（2） 对于核能发电，存在着以下几种观点，其中支持发展核电的有____。
A．核能发电存在着核泄漏的安全隐患
B．放射性废料处理不当，会导致环境污染
C．核能发电的原料体积小，能量大，运输方便
D．与传统燃煤发电相比，核能发电产生的二氧化碳更少
12.（2022·浙江湖州·中考真题）2021年10月14日，“羲和号”探日卫星顺利升空，实现了我国太阳探测零的突破。
（1）太阳是一颗___________（选填“恒星”或“行星”）。
（2）太阳的巨大能量是内部___________（选填“核聚变”或“核裂变”）产生的。
（3）“羲和号”运行在距离地面大约517公里的太阳同步轨道上。如果你是“羲和号”的设计师，根据其工作环境，设计时需要考虑哪些方面？___________
13．发展核能是解决能源危机的主要出路之一、国家能源局披露截至2024年，我国核电在运在建规模升至世界第一。
（1）核电站利用的能量来自图甲中　 　所示的核反应（选填“A”或“B”）。
（2）如图乙是核电站发电的流程图，在核电站的发电的过程中，下列说法正确的是___________。
A．冷凝器中发生的物态变化是汽化
B．在核反应堆的外围有一层厚厚的水泥防护层，其作用是防止核泄漏
C．能量转化顺序是：核能→化学能→机械能→电能
14．如图1所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST），实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录。
（1）“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过　 　（选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能；
（2）如图2为核电站发电流程图，在核电站的发电过程中，能量转化过程是：核能内能　 　电能；
（3）核电清洁、经济，但一旦发生核泄漏，会对环境造成巨大的污染。核污染的主要原因是核燃料或核废料具有　 　。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第7节 核能
考点一、核能
原子由原子核和核外电子构成，而原子核又由质子和中子构成，质子带正电荷，中子不带电，对于原子来说，质子和中子几乎集中了原子的全部质量，却挤在原子中心非常小的空间内，构成很小的原子核，这使得原子核分裂或重新组合极其困难，但是一旦使原子核分裂或聚合，就可释放出惊人的能量。
（一）核能的概念
原子核是可以转变的，原子核在转变过程中所释放出的能量叫做核能。核裂变和核聚变是获得核能的两种途径。
（二）裂变
(1)含义:核裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出巨大能量的现象。如中子轰击铀235，铀核就会分裂成2个新核，并释放出能量，同时产生几个新的中子，1千克铀全部裂变，释放的能量超过2000吨煤完全燃烧释放的能量。
(2)链式反应:每个铀核裂变时会产生几个中子，这些中子又会继续轰击其他铀核，使其他铀核裂变并产生更多的中子，这样就会导致一系列铀核持续裂变，产生链式反应，如图所示。快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的，我们]还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。
(3)应用:原子弹、核电站都是根据核裂变的原理制成的。原子弹属于不加控制的链式反应；核电站属于可控制的链式反应。
（三）聚变
(1)含义: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。由于核聚变需要极高的温度，所以核聚变也叫热核反应。
如图所示，氘核(1个质子和1个氘核中子)和氚核(1个质子和2个中子)在超高温下聚合成新的原子核一氦核，并释放出1个中子，同时释放巨大的能量。
(2)释放能量情况:质量相同的核燃料，核聚变反应释放的核能比核裂变反应释放的核能要多得多。
(3)应用:氢弹是根据核聚变的原理制造的，它的威力比原子弹大得多。太阳的内部在不停地发生这种核聚变，从而向外释放出巨大的能量。
典例1：如图表示用中子轰击铀-235原子核产生氪核和钡核的模型。下列叙述正确的是
A．该模型表示的是核聚变
B．该反应不会产生放射性物质
C．不能用该反应获得能量的方式来发电
D．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
【答案】D
【解析】根据对核裂变的原理和应用的知识判断。
【解答】A.该模型表示重核受到撞击分裂为轻核，因此是核裂变，故A错误；
B.过程中产生的氪原子具有放射性，故B错误；
C.可以通过核裂变来发电，例如核电站是利用核裂变发电，故C错误；
D.该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应，故D正确。
故选D。
变式1：太阳能是地球能量的主要来源，太阳能的实质是（　　）
A．原子核聚变产生的核能 B．原子核裂变产生的核能
C．原子核链式反应产生的核能 D．化学反应产生的化学能
【答案】A
【解析】人类有核聚变核裂变两种获取核能的方式，而太阳能是通过核聚变的方式产生能量
【解答】太阳的巨大能量主要是由于太阳内部氢原子发生核聚变产生的。故答案为：A
变式2：2022年12月，核聚变研究领域取得突破性进展。科学家在使用激光的聚变实验中首次实现了净能量增益，即产生的能量比注入的能量还要多。这意味着，人类未来有望结束对化石燃料的依赖，或将拥有个安全、绿色、用之不竭的能源选项。核聚变使用的核材料是下列中的（　　）
A． 氢（H） B．氦（He） C．铀（U） D．钚（Pu）
【答案】A
【解析】根据核聚变的燃料的知识判断。
【解答】在现阶段，核聚变使用的材料为氢（H），故A正确，而B、C、D错误。故选A。
变式3：如图所示，中国“人造太阳”——大型核试验装置“东方超环”取得重大突破。“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过　 (填“裂变”或“聚变”)释放巨大的核能。核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有　 　性。
【答案】聚变；方向
【解析】太阳内部进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核，释放出核能。
【解答】东方超环的反应原理与太阳类似，通过核聚变释放巨大的核能，核能转化为内能，可获得上亿摄氏度的高温，但内能不会自动地转化为核能，这说明能量的转化和转移具有方向性。
故答案为：聚变；方向。
考点二、核电站
（一）核电站的原理
(1)核反应堆:可控制地进行核反应的装置，称为核反应堆。核反应堆是核电站核心部分，它以铀为核燃料。
(2)核电站原理:利用核反应堆提供能量，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。
反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能,通过汽轮机带动发电机发电，内能转化为机械能,再转化为电能。核电站的工作过程:第一回路中的水被泵压人反应堆，在那里被加热，然后进人热交换器，把热量传给第二回路的水，然后又被泵压回到反应堆里；在热交换器内，第二回路的水经加热生成高温高压蒸汽，被送入汽轮机驱动汽轮机做功后温度降低、压强减小，进人冷凝器，最后又由水泵把它压回热交换器。高速旋转的汽轮机带动发电机发电。
(3)核电站的能量转化:核电站并非将核能直接转化为电能。目前人类使用的电能大多数是通过发电机发出的，而发电机是把机械能转化为电能的装置，所以核电站必须把核能通过某些途径转化为机械能，再通过发电机转化为电能。核反应堆以铀235为燃料，反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮机做功，将内能转化为机械能，带动发电机发电，将机械能转化为电能。
（二）核电站的特点
(1)消耗燃料少，废渣也少,产生的能量巨大，可以大大减少燃料的运输量。
(2)特别适合于缺少煤、石油和水力资源的区域。
(3)核电站需防止放射性物质泄漏造成的放射性污染，因此必须采用可靠的保护措施，同时要处理好废渣。
(4)成本低，一些发达国家的核电已占相当大的比例，我国的核电事业发展得也很快。
（三）太阳能
(1)在太阳内部，氢原子核在超高温下发生核聚变。
(2)太阳的巨大能量是内部核聚变产生的。
(3)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。
典例1：利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。下面有关核电站的说法正确的是（　　）
A．核反应堆是利用核聚变原理工作的
B．汽轮机将机械能转化为内能
C．发电机将机械能转化为电能
D．核能有放射性风险，所以要禁止使用
【答案】C
【解析】根据核电站的工作原理、能量转化的知识分析判断。
【解答】A.核反应堆是利用核裂变原理工作的，故A错误；
B.水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，故B错误；
C．发电机将机械能转化为电能，故C正确；
D. 核电站可以为人们提供安全高效的电能，应用得当放射性风险在可控范围内，积极发展可以缓解当前能源危机的影响，故D错误。
故选C。
变式1：关于核电站，小科总结了以下四种说法，其中正确的是（　　）
A．核电站是利用氢核的聚变产生的能量来发电的
B．核电站的核心是利用核反应堆控制核能平稳地释放
C．核电站的反应堆中放出的核能可以直接转化为电能
D．核电站产生的废料可以直接排放到大海中
【答案】B
【解析】根据对核电站的认识分析判断。
【解答】A.核电站是利用铀核的列变产生的能量来发电的，故A错误；
B.核电站的核心是利用核反应堆控制核能平稳地释放，故B正确；
C.核电站的反应堆中放出的核能要先转化为内能，再转化为机械能，最后才能转化为电能，故C错误；
D.核电站产生的废料仍然具有放射性，不能排入大海，故D错误。
故选B。
变式2：全球首座第四代核电站---高温气冷堆核电站示范工程在山东正式并网发电。反应堆堆芯采用石墨等耐高温材料，采用稀有气体氦气进行堆芯冷却和热传导。下列关于高温气冷堆核电站的说法中不正确的是(　　)
A．该核电站是利用原子核裂变的原理工作的，因此是可控的
B．使用氦气进行堆芯冷却和热传导，利用了氦气比热容较大的性质
C．采用石墨等耐高温材料可以使反应堆堆芯不会出现因高温而熔毁
D．该核电站发电时的能量转化过程是：核能→机械能→内能→电能
【答案】D
【解析】核反应的过程分核聚变和核裂变。核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的。
【解答】A.核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的，故A正确不合题意；
B. 使用氦气进行堆芯冷却和热传导，利用了氦气比热容较大的性质 ，故B正确不合题意；
C. 采用石墨等耐高温材料可以使反应堆堆芯不会出现因高温而熔毁 ，故C正确不合题意；
D.核电站能量转化的过程是：通过核反应把核能转化为内能，得到高温水蒸气；水蒸气推动汽轮机转动，把内能又转化为机械能；汽轮机再带动发电机发电，得到电能，则整个过程中能量转化的正确顺序是：核能→内能→机械能→电能，故D错误符合题意。
故选D。
变式3：《中国核能发展报告2024》蓝皮书显示，2023年我国核电发电量为4333.71亿千瓦时，位居全球第二，核能作为清洁低碳能源，未来发电占比有望持续提高。
（1）如图甲所示符号表示当心　 　；
（2）核能的开发利用可以减少二氧化碳气体的排放。下列乙、丙两幅核变化示意图中，能形象描述核电站核能获得方式的是图　 　。
【答案】（1）辐射（2）乙
【解析】核反应包括核裂变与核聚变，在发生核裂变与核聚变时，都会释放出巨大的能量。
【解答】（1）如图甲所示符号表示当心辐射；
（2）核电站获得核能的方式是核裂变，如图乙。
故答案为：（1）辐射；（2）乙。
考点三、放射性
（一）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做放射性。
原子核的裂变和聚变都会产生些放射性物质，这些物质的原子核内部会向外辐射出肉眼看不见的、能量很高的射线，如a射线、β射线和γ射线。
（二）三种主要的放射线
射线 组成 穿透本领
a射线 带正电的高速运动的氦原子核 最弱，在空气中只能前进几厘米
β射线 带负电的高速运动的电子流 较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板
γ射线 能量很高的电磁波 很强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土
（三）放射性的利与弊
(1)利:少量的放射线可以为人类服务，如r射线可以对机械设备进行探伤；可以使种子变异，培育出新的优良品种；利用放射线可以杀菌。医疗上利用γ射线可以治疗肿瘤等疾病。
(2)弊:过量的高能量的放射线照射对人体和动植物的组织有破坏作用。
典例1：下列关于放射现象、原子核和核能的说法中，正确的是 (　　)
A．通过对放射现象的研究，物理学家确认，原子核由质子和电子组成
B．放射性有着广泛的应用，但是强剂量或长时间的辐射对人体有害
C．目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的
D．核聚变的原料"铀"在地球上的储量非常有限
【答案】B
【解析】（1）原子是由原子核和电子组成的，原子核是由质子和中子组成的；
（2）在大剂量的照射下，放射性对人体和动物存在着某种损害作用，放射性也能损伤遗传物质，主要在于引起基因突变和染色体畸变，使一代甚至几代受害；
（3）核电站是可利用核裂变产生的巨大能量来发电的；
（4）地壳中铀的平均含量约为百万分之2.5，即平均每吨地壳物质中约含2.5克铀，这比钨、汞、金、银等元素的含量还高。
【解答】A、原子核是由质子和中子组成的，质子和中子是由更小的微粒夸克组成的，因此该选项错误；
B、放射性在治疗肿瘤方面有着重要的应用，但是过量的辐射对人体是有危害的，有时住往需经20年以后，一些症状才会表现出来，因此该选项正确；
C、核电站是利用核裂变的链式反应释放的核能来发电的，不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染，该选项错误；
D、铀在地壳中的含量很高，比汞、铋、银要多得多，但由于提取铀的难度较大，只有沥青铀矿和钾钒铀矿两种常见的矿床，另外铀是核裂变的原料，不是核聚变，故该选项错误。
故答案为：B
变式1：（2021·浙江·九年级专题练习）关于核能的应用，下列说法中不正确的是(　　)
A．人类利用核能的途径是核裂变和核聚变
B．太阳发光发热和氢弹爆炸都是轻核聚变释放能量造成的
C．原子弹是在可控的链式反应下进行的核裂变
D．α、β、γ三种放射线中，γ射线可以治疗癌症
【答案】C
【解析】A．人类利用核能的方式由两种，即核裂变和核聚变，故A正确，不符合题意；
B．太阳发光发热和氢弹爆炸都是轻核聚变释放能量造成的，故B正确，不符合题意；
C．原子弹是在不可控的链式反应下进行的核裂变，故C错误，符合题意；
D．α、β、γ三种放射线中，γ射线可以治疗癌症，故D正确，不符合题意。
变式2：（2020·浙江·中考真题）图表示用中子轰击铀原子核产生氪核和钡核模型。下列叙述正确的是（ ）
A．该模型表示的是核聚变
B．该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应
C．该反应不会产生放射性物质
D．不能用该反应获得能量的方式来发电
【答案】B
【解析】A、该模型表示的是核裂变，该选项说法不正确；
B、该反应产生的中子可继续轰击其他铀核形成链式反应，该选项说法正确；
C、过程中产生的氪原子具有放射性，该选项说法不正确；
D、可以通过核裂变来发电，例如核电站是利用核裂变发电，该选项说法不正确。
变式3：常见的射线有：α射线、β射线、γ射线。
（1）α射线：一束在电场中偏向________极板的射线，α粒子就是氦原子核。
（2）β射线：是一种带负电的高速运动的________，具有很强的贯穿本领。
（3）γ射线：是一种波长很短的电磁波，其穿透本领最________。主要应用：可用来检测钢板或纸张的厚度，金属内部的砂眼及裂缝；可用来检查和医治恶性肿瘤，照射种子使种子变异，培育优良品种；可用该射线做手术——________。
【答案】（1）负 （2）电子流 （3）强；γ刀治癌
【解析】（1）α射线：一束在电场中偏向负极板的射线，α粒子就是氦原子核。
（2）β射线：是一种带负电的高速运动的电子流，具有很强的贯穿本领。
（3）γ射线：是一种波长很短的电磁波，其穿透本领最强。主要应用：可用来检测钢板或纸张的厚度，金属内部的砂眼及裂缝；可用来检查和医治恶性肿瘤，照射种子使种子变异，培育优良品种；可用该射线做手术——γ刀治癌。
1．（2023九上·余姚期末）建成于1991年的我国第一座核电站﹣浙江秦山核电站，获得核能的途径，正确的是（　　）
A．重核的裂变 B．轻核的聚变 C．重核的聚变 D．轻核的裂变
【答案】A
【解析】核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中后者应用在原子弹中；聚变主要应用在氢弹上；目前核电站是利用核裂变获得能量的。
【解答】A、重核裂变主要应用于原子弹和核电站。故A正确；
B、轻核聚变主要应用于氢弹。故B错误；
C、重核一般情况下不发生聚变，故C错误；
D、轻核一般情况下不发生裂变，故D错误。
所以选：A。
2．（2023九上·长兴期末）太阳能是地球能量的主要来源，太阳能的实质是（　　）
A．原子核聚变产生的核能 B．原子核裂变产生的核能
C．原子核链式反应产生的核能 D．化学反应产生的化学能
【答案】A
【解析】人类有核聚变核裂变两种获取核能的方式，而太阳能是通过核聚变的方式产生能量
【解答】太阳的巨大能量主要是由于太阳内部氢原子发生核聚变产生的。
故答案为：A
3．（2022九上·临海期中）我们认为原子弹和核电站的根本区别是(　　）
A．原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
B．原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
C．原子弹对聚变的热核反应不加控制，核电站控制聚变的热核反应速度
D．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速度
【答案】D
【解析】根据对裂变的原理和利用的知识分析判断。
【解答】原子弹和核电站都是利用原子的裂变，但是前者利用的是不加控制的，后者利用的是可控制的，故D正确，而A、B、C错误。
4．台州已成为发电大市，有多种发电方式。图甲为三门核电站发电流程图，图乙为温岭江厦潮汐发电原理图。下列关于两种发电方式说法正确的是
A．核电站利用核聚变获得核能
B．发电机是将电能转化为机械能
C．潮汐发电主要是利用水的内能
D．涨潮和退潮时的能量转化形式相同
【答案】D
【解析】A.根据核电站的能量转化判断；
B.根据发电机的能量转化判断；
CD.根据潮汐发电的能量转化判断。
【解答】A.核电站利用核裂变获得核能，故A错误；
B.发电机是将机械能转化为电能，故B错误；
C.潮汐发电主要是利用水的机械能，故C错误；
D.涨潮时和退潮时，都是水的动能转化为电能，故D正确。
故选D。
5． 图甲和图乙是释放核能的两种方式，下列说法正确的是(　　)
A．图甲方式表示的是核裂变
B．目前核电站是利用图乙方式发电的
C．图甲方式目前还不能人为控制
D．两种释放核能的方式都不会产生放射性物质
【答案】A
【解析】（1）图甲是铀核吸收一个中子以后，分裂成两个质量较小的原子核，同时放出二个中子和很大的能量，释放出的中子又能使别的原子核接着发生核裂变…，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应；链式反应是核电站的工作原理；
（2）图乙是由质量小的氘原子和氚原子，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的氦原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。目前核聚变不能人为控制，应用氢弹制造。
【解答】A、图甲表示核裂变，该说法正确。
B、目前核电站是利用核裂变（图甲）发电的，而不是核聚变（图乙），该说法错误。
C、核聚变（图乙）目前还不能人为很好地控制，而核裂变（图甲）是可以控制的，该说法错误。
D、核裂变和核聚变在反应过程中都会产生放射性物质，该说法错误。
故答案为：A。
6．利用核能发电是人们和平利用核能的重要方向。下面有关核电站的说法正确的是
A．核反应堆是核电站的“心脏”，里面发生的是核聚变
B．核电站反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C．核电站反应堆产生的废料对环境没有污染
D．核能发电发生的能量转化：核能→机械能→内能→电能
【答案】B
【解析】核电站的原理和原子弹一样，是核裂变；氢弹的原理是核聚变。
【解答】AB、核电站的原理是可控的核裂变，故A错误，B正确；
C、核电站反应堆产生的废料对环境会造成污染，所以不能随意处理，故C错误；
D、核电站发生的能量转化为 核能→内能→机械能→电能，故D错误。
故答案为：B。
7．（2023九上·余姚期末）核电站运行中，主要的能量转化过程是：核燃料的核能转化为　 　能，再转化为机械能，最后转化成　 　能由发电机输出。
【答案】内；电
【解析】核能发电的能量转化过程是：核能→水的内能→机械能→电能。
【解答】核电站的能量转化是核能转化为内能，再转化为机械能最后转化为电能。故答案为：内；电。
8．（2022九上·金华月考）核能是从原子核内部释放出来的能量，比物质在化学反应中释放出的化学能要大得多。获得核能有两条途径，原子弹和核电站都是利用原子核裂变的链式反应释放的能量，两者的本质区别是核电站发生的链式反应是　 　（填“可控”或“不可控”）的；太阳的巨大能量是其内部的氢原子核在超高温下发生　 　释放出的核能。
【答案】可控；核聚变
【解析】（1）根据核电站的工作原理解答；
（2）根据核裂变的知识解答。
【解答】（1）原子弹和核电站都是利用原子核裂变的链式反应释放的能量，两者的本质区别是核电站发生的链式反应是可控的；
（2）太阳的巨大能量是其内部的氢原子核在超高温下发生核聚变释放出的核能。
9．（2024九上·鹿城月考）2023年4月中国“人造太阳”成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造新的世界纪录，
（1）其反应原理与太阳类似，是通过核　 　，释放巨大的核能，从而获得高温。
（2）“人造太阳”加热功率超过1×1012瓦，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达　 　千瓦时。
【答案】（1）聚变
（2）6×108
【解析】核聚变是指将两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个极轻的核（或粒子）的一种核反应形式。
【解答】（1）“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过核聚变的途径释放出巨大能量，从而获得高温。
（2）“人造太阳”每小时发电量为
10．（2024九上·金华月考）“华龙一号”是我国百万千瓦级第三代大型先进压水堆核电技术，作为我国当前最先进、最安全的核电站技术，具有完全自主知识产权，是走出国门的新名片。
（1）“华龙一号”核反应堆内部发生的是　 　的链式反应（选填“核聚变”或“核裂变”）。
（2）图中是核辐射标志的是　 　。（填字母）
【答案】（1）3000 （2）300
【解析】（1）根据核电站的工作原理解答；
（2）根据常见标志的含义解答。
【解答】（1）“华龙一号”核反应堆内部发生的是核裂变的链式反应；
（2） 图中是核辐射标志的是，故选C。
11． 三门核电站已实现安全发电1000亿度，减少二氧化碳排放7400多万吨，创造了良好的经济效益和环境效益。
（1） 目前，核电站获取核能的途径为重核　 　。
（2） 对于核能发电，存在着以下几种观点，其中支持发展核电的有____。
A．核能发电存在着核泄漏的安全隐患
B．放射性废料处理不当，会导致环境污染
C．核能发电的原料体积小，能量大，运输方便
D．与传统燃煤发电相比，核能发电产生的二氧化碳更少
【答案】（1）裂变
（2）C；D
【解析】（1）太阳内部以及氢弹的原理是氢核聚变。
（2）支持核电发展的观点是认为核电利大于弊的观点。
【解答】（1）核电站的原理和原子弹一样，采取的都是重核裂变的方式获得核能。
（2）A、核泄露存在安全隐患，属于不支持核电的观点，故A不符合题意；
B、放射性废料处理不当，会导致环境污染，属于不支持核电的观点，故B不符合题意；
C、核能发电的原料体积小，能量大，运输方便，属于支持核电的观点，故C符合题意；
D、核能产生的二氧化碳少，可以减缓温室效应，属于支持核电的观点，故D符合题意。
故答案为：CD。
12.（2022·浙江湖州·中考真题）2021年10月14日，“羲和号”探日卫星顺利升空，实现了我国太阳探测零的突破。
（1）太阳是一颗___________（选填“恒星”或“行星”）。
（2）太阳的巨大能量是内部___________（选填“核聚变”或“核裂变”）产生的。
（3）“羲和号”运行在距离地面大约517公里的太阳同步轨道上。如果你是“羲和号”的设计师，根据其工作环境，设计时需要考虑哪些方面？___________
【答案】恒星 核聚变 耐高温、防辐射等
【解析】（1）太阳是一颗发光、发热的气体星球，属于恒星。
（2）太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能。
（3）“羲和号”运行在距离地面大约517公里的太阳同步轨道上，距离太阳很近，所以需要的考虑耐高温、防辐射等。
13．发展核能是解决能源危机的主要出路之一、国家能源局披露截至2024年，我国核电在运在建规模升至世界第一。
（1）核电站利用的能量来自图甲中　 　所示的核反应（选填“A”或“B”）。
（2）如图乙是核电站发电的流程图，在核电站的发电的过程中，下列说法正确的是___________。
A．冷凝器中发生的物态变化是汽化
B．在核反应堆的外围有一层厚厚的水泥防护层，其作用是防止核泄漏
C．能量转化顺序是：核能→化学能→机械能→电能
【答案】（1）A
（2）B
【解析】（1）根据核电站的工作原理分析；
（2）A.根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称；
B.根据核燃料存在辐射分析；
C.根据核电站的能量转化过程判断。
【解答】（1）根据题意可知，核电站是利用可控的核裂变来获得能量。根据甲图可知，A为核裂变，B为核聚变，故选A；
（2）A．在冷凝器内，水蒸气由气态变为液态的水，属于液化现象，故A错误；
B．核反应堆的外围，有一层厚厚的水泥防护层，其作用是防止核泄漏，故B正确；
C．核电站能量转化的过程，即核能→内能→机械能→电能，故C错误。故选B。
（1）核电站是利用可控的核裂变来获得能量的，图甲中A表示核裂变。
（2）A．冷凝器内，水由气态变为液态，是液化现象，故A错误；
B．核原料有很大的辐射，所以核反应堆的外围，有一层厚厚的水泥防护层，其作用是防止核泄漏，故B正确；
C．核电站能量转化的过程是：通过核反应把核能转化为内能，得到高温水蒸气；水蒸气推动气轮机转动，把内能又转化为机械能；气轮机再带动发电机发电，得到电能，故能量转化的顺序正确的是核能→内能→机械能→电能，故C错误。故选B。
14．如图1所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST），实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，创造了世界新纪录。
（1）“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过　 　（选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能；
（2）如图2为核电站发电流程图，在核电站的发电过程中，能量转化过程是：核能内能　 　电能；
（3）核电清洁、经济，但一旦发生核泄漏，会对环境造成巨大的污染。核污染的主要原因是核燃料或核废料具有　 　。
【答案】（1）核聚变
（2）机械能
（3）放射性
【解析】（1）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。太阳内部发生的也是核聚变；
（2）在核反应堆中，核能转化为介质的内能，在汽轮机中内能转化为汽轮机的机械能，在发电机中，机械能转化为电能，完成最终的转化。
（3）核电清洁、经济，但一旦发生核泄漏，会对环境造成巨大的污染。
【解答】（1）“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过核聚变释放巨大的核能。
（2）由图2知道，核电站发电流程图，即在核电站的发电过程中，能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能。
（3）核污染的主要原因是核燃料或核废料具有放射性。
（1）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。太阳内部发生的也是核聚变；由于“东方超环”的反应原理与太阳类似，即通过核聚变释放巨大的核能。
（2）在核反应堆中，核能转化为介质的内能，在汽轮机中内能转化为汽轮机的机械能，在发电机中，机械能转化为电能，完成最终的转化。由图2知道，核电站发电流程图，即在核电站的发电过程中，能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能。
（3）核电清洁、经济，但一旦发生核泄漏，会对环境造成巨大的污染。核污染的主要原因是核燃料或核废料具有放射性。
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