22.2核能（课件）(共22张PPT) -2023-2024学年九年级物理全册同步精品讲与练（人教版）

(共22张PPT)
第二十二章
能源与可持续发展
第2节 核能
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第二十二章
1.了解原子、原子核的结构；
学习目标
2.了解核能的由来，知道核能的优点和可能带来的问题；
3.了解核裂变、核聚变。
导入新课
比一比
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
讲授新课
核能
1.原子结构
原子由原子核和核外电子组成。原子核有质子和中子组成，质子带正电荷，核外电子带负电荷，二者电荷量相等，中子不带电。
质子的质量大约是电子的1836倍，中子和质子的质量几乎相同。
讲授新课
核能
（1）以水分子为例：
H
氢原子由原子核和一个核外电子组成。原子核有一个质子，质子带正电荷，核外电子带负电荷。二者电荷量相同。
O
氧原子由原子核和八个核外电子组成。原子核有八个质子和八个中子，由于中子不带电，所以正负电荷量仍然相同。
由水分子组成
H2O分子
由一个氧原子和两个氢原子组成
讲授新课
核能
（2）质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。
但是，一旦使原子核分裂或聚合，就可以释放出惊人的能量，这就是我们说的核能，又称原子能。
讲授新课
核能
质量较大的原子核发生分裂
质量较小的原子核相互结合
获得核能有两种途径：裂变和聚变。
讲授新课
裂变
铀核的裂变
1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生了裂变。
1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000 t煤完全燃烧时释放的能量。
讲授新课
思考与讨论
用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。
外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢？
我们将火柴搭成右图所示的结构，想像你在点燃第一根火柴后，会发生什么情况。
其实，火柴所发生的情况与裂变中的链式反应很像。
讲授新课
裂变
链式反应示意图
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。
中子
铀核
讲授新课
裂变
核电站中的反应堆
核电站利用核能发电，它的核心设备是反应堆。核电站利用反应堆产生的内能，通过蒸汽轮机做功，带动发电机发电。1942 年人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。
讲授新课
裂变
原子弹爆炸
核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的。链式反应如果不加以控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。原子弹爆炸时发生的链式反应，是不加控制的。
讲授新课
裂变
原子弹爆炸
在人类实现可控核裂变大约三年后，即在1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。
讲授新课
聚变
核聚变：将质量较小的原子核，在超高温和超高压的条件下，聚合成一个较重的原子核，同时释放出核能的过程就是核聚变，也称为热核反应。
氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能释放大量核能。这一过程就是聚变。
讲授新课
聚变
氘核、氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出惊人的能量。氢弹利用的就是聚变在瞬间释放的能量。
利用核聚变原理制造的氢弹爆炸时产生的巨大的蘑菇云
讲授新课
聚变
如何实现可控聚变，如何利用可控聚变释放的核能，科学家正在积极地探索着。海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氘核。科学家预言，通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题。
海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氘核
讲授新课
核裂变和核聚变的区别
比较 裂变 聚变
定义
条件
释放核能的大小
是否可控
应用
较大原子核分裂为较小原子核的过程
质量小的原子核结合成较大原子核的过程
中子轰击较大原子核
超高温
巨大
更加巨大
裂变的链式反应可控
聚变目前不可控
原子弹、核电站
氢弹、太阳内部爆炸
讲授新课
核电站和核废料处理
1.核能的优点：
(1)核能十分巨大，能极大地补充人类能源的不足。
(2)能够解决能源不平衡分布的问题。
2.存在的问题：
(1)核能存在核污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害。
(2)核反应堆中会产生核废料，治理废料过程中，代价较高。
2011年3月，日本近海发生大地震，日本福岛第一核电站发生爆炸，造成核泄漏。
随堂练习
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
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.核能是可再生的
B
C
随堂练习
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.裂变反应是重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
4.以下属于核聚变反应的是（ ）
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
A
AC
课堂小结
核能
核能
聚变
裂变
谢 谢 观 看！