18.2核能课件2021-2022学年度苏科版物理九年级下册(共28张PPT)

(共28张PPT)
第二节 核能
第十八章 能源与可持续发展
新知一 核能
1. 原子结构
深度理解：
用类比法理解原子的核式结构：
原子的核式结构与太阳系结构类似：太阳系的中心是太阳，各行星围绕太阳运动；原子的中心是原子核，在原子核周围有一定数量的电子在绕核运动.
合作探究
(1)原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的，且正、负电荷数量相等. 原子核位于原子的中心，由带正电的质子和不带电的中子构成. 电子受原子核吸引，绕原子核做高速运动.
(2)原子核非常小，它的直径大约是原子直径的十万分之一. 许多带正电的质子拥挤在一个小小的原子核中，由于同种电荷相互排斥，它们之间会产生很大的相互排斥的力.
2. 核力 通常情况下，质子、中子依靠强大的核力紧密结合在一起，使得原子核十分牢固.
3. 核能 原子核分裂或结合时释放的能量叫作核能. 核能又叫原子能.
4. 注意 核能来源于物质原子核的变化，与分子的运动情况无关，即核能不同于内能.
例 1
下列有关核能的说法中，正确的是( )
A. 使原子核分裂或结合需要惊人的能量，这些能量叫核能
B. 核能是原子核动能和势能的总和
C. 核能是质子和中子的动能和势能的总和
D. 原子核分裂或结合时释放出的能量就是核能
D
特别提醒：
运用定义判断法和比较法分析本例题：
核能与原子核的结构有关，又称原子能. 不能将核能等同于物体的内能进行分析.
新知二 核裂变和链式反应
1. 裂变 科学家发现，当用中子轰击铀时，铀原子核(简称“铀核”)可以分裂成质量大致相等的两个原子核. 我们把这种质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量的原子核的过程叫作裂变.
2. 链式反应 铀核发生裂变时，除了释放能量外，每个铀核同时还会放出2 ~ 3 个中子. 这些中子又能使其他铀核发生裂变，从而放出更多的中子. 如果附近有足够多的铀核，裂变将不断自行地继续下去，就像发生雪崩一样，使千千万万个铀核在极短的时间内相继裂变，这种现象叫作链式反应.
3. 裂变的应用 如果对链式反应不加控制，就会在极短的时间内释放出巨大的能量，以致引起威力强大的爆炸. 原子弹就是利用这个原理制成的.
4. 聚变 较轻的原子核结合成较重的原子核，并释放出巨大能量的过程叫作聚变，也称为热核反应.
5. 聚变的应用 氢弹. 氢弹的威力比原子弹更大.
6. 图解法理解裂变与聚变，分别如图18-2-1 甲、乙所示.
方法指导：
对比理解核裂变与核聚变：
核裂变 核聚变
定义 质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量的原子核，这种核反应叫作裂变 较轻的原子核结合成较重的原子核，这种核反应叫作聚变
条件 中子轰击较大原子核 超高温
释放核能大小 巨大 更加巨大
应用 原子弹(速度不加控制的核裂变)、核电站(速度加以控制的核裂变) 氢弹(不可控核聚变)
联系 都是原子核发生变化时，释放出巨大的能量
以下属于链式反应的是( )
氢弹爆炸
木柴燃烧
C. 原子弹爆炸
D. 太阳内部发生的核反应
例2
C
特别提醒：
不对链式反应加以控制的核裂变反应在军事上的应用就是原子弹爆炸。
新知三 核电站
1. 核反应堆 核反应堆能对引起核裂变反应的中子数量及能量加以控制，从而使链式反应连续、缓慢地进行，核能得以平稳释放. 核电站就是利用核反应堆提供的能量发电的.
2. 核电站的主要结构 如图18-2-2 所示，核电站主要由核反应堆、汽轮机和发电机等组成.
3. 核电站的能量转化 核能 内能 机械能 电能.
4. 核电站的优点
(1)核电站只需要消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能.
(2)核电站不排放烟尘和二氧化碳、二氧化硫等气体，对环境的污染小于火力发电站.
(3)从长远看，核电站的发电成本低于火力发电.
5. 使用核电站的注意点
(1)核废料极不容易处理；
(2)要防止发生核泄漏，以避免对环境造成严重的危害. 安全使用核能要求极高.
知识链接:
使用核电站时要采取必要的防辐射措施：
①在核反应堆外面修建很厚的水泥防护层以屏蔽放射性射线.
②在核反应堆内设置两个互不相通的水循环回路，这样，在第 一回路中的具有放射性的水就不会泄漏到核反应堆外.
③核废料的处理方法是将装有核废料的金属罐投入选定海域4 000 m 以下的海底，或深埋于建在地下厚厚岩石层里的核废料库中.
关于核电站，下列说法中正确的是( )
A. 核电站使用的核燃料是石油或天然气
B. 核电站中的核反应是不可控制的
C. 核电站发电的能量转化过程是：核能→内能→机械能→电能
D. 利用核能存在一定的风险，故应停止核电站的建设
C
例 3
原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成．这些粒子间没有强大核力的是(　　)
A．电子和原子核 B．质子和中子
C．质子和质子 D．中子和中子
1
A
巩固新知
下列关于铀核裂变的几种说法中，错误的是(　　)
A．铀核裂变成两个质量相当的原子核
B．铀核发生裂变时，释放出大量的能量
C．铀核发生裂变时，释放出2～3个中子
D．铀核的裂变就是使电子和原子核分离
D
2
1938年，科学家首次用________(填“电子”“中子”或“质子”)轰击比较大的原子核，使其发生裂变，变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量．将火柴搭成如图所示的结构，点燃第一根火柴后，发生的现象与____________反应相似．
中子
3
链式
目前的核电站是通过核燃料铀的裂变获取能量的，这样的核能发电与火力发电相比，下列说法中错误的是(　　)
A．对环境的污染远比火力发电站小
B．消耗的燃料质量比火力发电站少
C．从长远看，核能发电的成本低于火力发电
D．核废料可以直接向大海中排放
4
D
【2021·陕西】2021年1月，使用中国自主研发核电技术的“华龙一号”5号机组正式投入运行．核反应堆内发生核反应后产生大量的热，使第一回路中的水成为高温高压水后进入蒸汽发生器，在其中将第二回路中的水加热成为高温高压水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电．
5
下列说法不正确的是(　　)
A．核反应堆是利用核裂变产生核能的
B．蒸汽发生器内通过热传递改变水的内能
C．汽轮机工作时将机械能转化为内能
D．发电机的工作原理是电磁感应
C
【中考·乌鲁木齐】核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一．
核能是________(填“可”或“不可”)再生能源，核潜艇中的核反应堆发生的链式反应是________(填“可以”或“不可以”)控制的．目前人类大力发展核能、太阳能等能源，可有效缓解全球气候________(填“变暖”或“变冷”)的趋势．
不可
6
可以
变暖
【2020·渭南一模】我国铅基快中子反应堆研发工作取得重大突破，铅基反应核心技术实现了自主化，并跻身世界领先水平．沿用此项技术，未来，我国将率先推出只有集装箱大小的迷你型核电源装置“核电宝”，以下相关说法中正确的是(　　)
A．“核电宝”装置将电能转化为核能
B．核能是可再生能源
C．核反应堆中进行的是核裂变
D．核能不会对人类造成危害
7
C
核能
核能
核裂变和链式反应
应用
核聚变
应用
归纳新知
再见