自学导航——3.8 核能的利用

3.8 核能的利用
课前预练
1．原子核在改变的过程中，会释放出巨大的能量，这种能量称为 。
2．获得核能的两条途径： 和 。
3. 原子弹和核潜艇是利用 的原理制造的，氢弹是利用 的原理制造的。
4．核电站中发生的能量转化是：核能→ → →电能。
5．原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质，这些物质的原子核内部会向外辐射出射线，如 、 、 。
课内演练
【例1】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裂变时，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，重核裂变和轻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
点拨 (1)本题主要考查获得核能的途径及核电站的相关知识。
(2)在认识核电站时，要学会比较哪些环节与其他电站(如火力发电站)相同，哪些环节与其他电站不同。
【跟踪练习1】为缓解电力紧张的状况，开发利用新能源，我国陆续建成了一些核电站。关
于核电站，下列说法正确的是( )
A．核电站使用的核燃料是石油或天然气
B．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变
C．核电站中发生的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能
D．核电站产生的核废料可像生活垃圾那样被处理或进行二次加工利用
【例2】下列关于放射线的说法正确的是( )
A．放射线无污染、无公害，利用时十分简便安全
B．放射线对人畜伤害严重，有弊无利
C．a射线和β射线对人类有利，γ射线是有害的
D．利用放射线时，必须注意有效防护和防止环境污染
点拨 (1)本题考查对放射线的认识。
(2)放射线对人类有利有弊，要知道其利是什么，弊又是什么。
【跟踪练习2】 目前人类对核能的和平利用不每孥( )
A．用放射线检查金属内部有无砂眼和裂缝
B．核能发电
C．放射线治疗恶性肿瘤
D．制造原子弹和氢弹
课后训练
基础达标
1． 叫原子核能，又叫 能，还称 能。
和 是获得核能的两条途径。
2．如图所示是 的标志。放射性物质的原子核会向外辐射能量很高的三种射线，分别叫做 射线、 射线和 射线。大剂量 会对人畜造成很大的伤’害，所以在利用核能时必须注意防止这种污染。
3．下列说法错误的是( )
A．核电站发电的原理是让裂变核能有控制地释放出来，并最终转化为电能
B．氢弹是根据轻核聚变释放能量的原理制成的
C．核武器是利用核反应瞬间释放巨大能量而起杀伤作用的武器
D．目前，人们已能有效地控制核聚变，并在生产中广泛应用
4．下列关于核能的叙述正确的是( )
A．物质由原子构成，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B．到目前为止，人类获得核能只有两种途径，即原子核的裂变和聚变
C．原子弹和氢弹都是利用了原子核的裂变反应
D．只有在人为的条件下才会发生热核反应
5．世界上目前已经建成的核电站都利用的是( )
A．轻核聚变时释放出的能量
B．重核裂变时释放出的能量
C．放射性物质辐射射线时放出的能量
D．核燃料完全燃烧时释放出的热量
拓展提高
6．核电站的核心是反应堆，它以铀为核燃料，反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮发电机转化为电能。如图是核电站的原理示意图。第一回路中的水或其他液体用泵压入反应堆，在那里被加热，然后进入热交换器，把热量传给第二回路的水，以后又被泵压回到反应堆里。在热交换器内，第二回路中的水经加热成高温高压蒸汽，送人汽轮机驱动汽轮机，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。
(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→发电机的 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)冷凝器发生的物态变化是 ，这时水要 热。
(4)在第二回路中，用水作循环液体，原因是水的 较大。
7．太阳表面温度高达6000℃，内部不断进行核聚变反应，并且以辐射方式向宇宙空间发射出巨大的能量。据估计，每三天太阳向地球辐射的能量，就相当于地球上所有矿物燃料能量的总和。太阳能通过四个渠道被人类利用(转化和储存)，这四个渠道是：①被植物、微生物吸收；②使大气和水升腾循环；③被海洋吸收；④被直接利用。
(1)你认为水力发电属于利用太阳能的渠道 (填序号)。
(2)下列能源中不是由太阳能转化的是( )
A．煤 B．石油 C．天然气 D．核能
8．现在核电站的原理是让裂变核能有控制地逐渐释放出来，并最终转化成电能，平均每个铀核分裂放出3×10-11焦的能量。请估算l千克铀一235全部分裂可以释放出多少核能。(已知一个碳原子的绝对质量为1.993×10-26千克)
参考答案
课前预练
1．核能
2．裂变 聚变
3．裂变 聚变
4．内能 机械能
5．a射线 β射线 γ射线
课内演练
【例1】B[解析：核能是指原子核发生变化时所释放出的能量，获得核能的途径是重核裂变和轻核聚变。利用核能的途径很多，其中主要的是核电站。核电站的主要组成部分是核反应堆，利用原子核裂变时缓慢释放出核能，且使核能转化为蒸汽的内能，再通过汽轮发电机转化为电能，即核电站的反应堆中发生的是可控制的核裂变。]
【跟踪练习l】C
【例2】D[解析：放射线主要有a射线、β射线、γ射线，它们都是人眼看不见的有穿透力的射线，大剂量的放射线对人畜会造成很大的伤害，较小剂量的放射线若加以控制，也可以对人类有益，如γ刀治疗肿瘤、γ射线对机械设备进行探伤、使种子变异培育优良品种等。因此在利用放射线时，必须注意有效防护和防止环境污染。]
【跟踪练习2】D
课后训练
1．原子核在改变过程中释放出的巨大的能量 原子 核 裂变 聚变
2．放射性物质 a β γ 放射线
3．D
4．B
5．B
6．(1)核 内 机械 电
(2)防止核辐射
(3)液化 放
(4)比热容
7．(1)② (2)D
8．一个铀原子的质量为235/12×1.993×10-24千克＝3.9×10-25千克，E＝1千克/3.9×10-25千克×3×10-11焦＝7.69×1013焦。