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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：（2023九上·上城期中）图甲和图乙是释放核能的两种方式，请回答下列问题：
（1）图 是核电站的工作原理。
（2）图乙是 （选填“聚变”或“裂变”）的示意图，目前还不能人为控制。
【答案】（1）甲（2）聚变
【解析】裂变和聚变是释放核能的两种方式。裂变是一个原子核变成两个原子核，聚变是两个原子核聚合成一个原子核。人类目前能控制和利用的是裂变释放的核能。聚变产生的核能目前人类未能控制。
【解答】（1）图甲是核电站的工作原理；（2）图乙是聚变的示意图，目前还不能人为控制。
故答案为：（1）甲；（2）聚变
变式1：（2023九上·鹿城期末）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
变式3：（2023九上·柯城期末）核电站是通过核 （选填“裂变、聚变”）方式发电，把 能转化为电能。核反应堆工作时，会释放能量，也会产生放射线，如果大量放射线泄漏到反应堆外面， （选填“会”或“不会”）对人和其他生物造成伤害。
【答案】裂变；核；会
【解析】（1）根据对核电站的工作原理和能量转化的认识解答；
（2）根据反射线对人体的影响解答。
【解答】（1）核电站是通过核裂变方式发电，把核能转化为电能。
（2）核反应堆工作时，会释放能量，也会产生放射线，如果大量放射线泄漏到反应堆外面，会对人和其他生物造成伤害。
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：（2024九上·绍兴期末）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．核电站发电和原子弹爆炸时发生的链式反应，
【答案】C
【解析】AD.根据核反应堆的工作原理判断；
B.根据热机的能量转化判断；
C.根据发电机的能量转化判断。
【解答】A.核反应堆是利用核裂变原理工作的，反应是可控的，而原子弹爆炸是不可靠的核裂变，故A、D错误；
B.汽轮机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。故选C。
变式1：（2024九上·余杭期末）核电站是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的。甲是核电站的原理示意图，乙是两种核反应示意图。下列说法不正确的是（ ）
A．日本福岛核污染水是C中流出的水
B．核电站核反应堆利用的是A所示的核反应
C．核反应后有核废料，因此它是化学变化
D．根据核电站原理图，能量转化顺序是核能→内能→机械能→电能
【答案】C
【解析】核电站主要利用核裂变释放的能量进行发电。
【解答】A.日本排放的是核污染水，日本福岛核污染水是机芯断裂，内部核料泄露到冷却水中，A正确；
B.A是核裂变，B是核聚变，核电站主要利用核裂变释放的能量进行发电，B正确；
C.核反应后有核废料，属于核反应，不是化学反应，也不是化学变化，C错误；
D.核电站能量转化顺序是核能→内能→机械能→电能，D正确；
故答案为：C。
变式2：（2023九上·安吉月考）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3：（2023九上·绍兴月考）如图1所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，创造世界新纪录，在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过 （填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能。如图2为核电站发电流程图，在核电站的发电过程中，核电站能量转化是 →内能→ →电能。
【答案】核聚变；核能；机械能
【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；东方超环的反应原理与太阳类似，能量转化是原子核能转化为内能最终转化为电能。
【解答】“东方超环”的反应原理与太阳类似，太阳获得能量的原理是核聚变，则“东方超环”的原理是核聚变。由图2可知，核电站的能量流程为：核反应堆将核能转化为内能，内能通过汽轮机转化为机械能，再通过发电机转化为电能。
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·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
2．（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。
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．如图是核能发电原理图，下列说法正确的是（ ）
A．核能是可再生能源，核电站是利用重核裂变来释放核能
B．能量转换：核能→机械能→热能→电能
C．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率
D．核电站使用的核燃料是石油或天然气
【答案】C
【解析】根据对核电站和原子弹工作原理的认识判断即可。
【解答】A.核能是不可再生能源，核电站是利用重核裂变来释放核能，故A错误；
B.能量转换：核能→热能→机械能→电能，故B错误；
C.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率，故C正确；
D.核电站使用的核燃料是浓缩铀，故D错误。
故选C。
5．（2023九上·玉环月考）下列有关核能利用的叙述中，正确的是（ ）
A．氢弹是根据裂变的原理制成的，原子弹是根据聚变的原理制成的
B．氢弹和原子弹爆炸时能量的转移和转化是有方向性的
C．目前核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变
D．核电站中的能量转化顺序是：核能→化学能→内能→电能
【答案】B
【解析】（1）根据氢弹和原子弹的工作原理分析；
（2）根据能量转化和转移的方向性判断；
（3）根据核电站的工作原理判断；
（4）根据核电站的能量转化判断。
【解答】A.氢弹是根据聚变的原理制成的，原子弹是根据裂变的原理制成的，故A错误；
B.氢弹和原子弹爆炸时能量的转移和转化是有方向性的，即核能转化成的能量不能反过来再被人类利用，故B正确；
C.目前核电站的反应堆中发生的是可控制的核裂变，故C错误；
D.核电站中的能量转化顺序是：核能→内能→机械能→电能，故D错误。
故选B。
6．（2023九上·金华月考）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．手机充电时电能转化为化学能、电热壶烧水时电能转化为内能，两者本质都是电流做功
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．核反应堆进行可控的核聚变释放核能，转化为家庭电路所需的电能
【答案】A
【解析】A.用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程；
B.法拉第发现了电磁感应现象；电流具有热效应；
C.改变内能的方法有两种：做功和热传递；
D.核反应堆利用的核裂变。
【解答】A.用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程，手机充电和电热壶烧水都是消耗电能的过程，两者本质都是电流做功，故A正确；
B.发电机利用了电磁感应现象发电，电热水壶利用了电流热效应烧水，故B错误；
C.汽轮机工作时是通过做功的方式改变内能的；壶内水升温的过程中，是通过热传递的方式改变内能的，改变水的内能方式不相同，故C错误；
D.核反应堆进行的核裂变释放核能，将核能转化为内能，内能再转化为机械能，机械能在转化为电能，故D错误。
故选A。
7．（2023九上·玉环月考）下列有关核能利用的叙述中，正确的是（ ）
A．氢弹和原子弹爆炸时能量的转移和转化是有方向性的
B．氢弹是根据裂变的原理制成的，原子弹是根据聚变的原理制成的
C．目前核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变
D．核电站中的能量转化顺序是：核能→化学能→内能→电能
【答案】A
【解析】A.能量可以从某一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中能量的总量保持不变，能量转化具有方向性；
B.根据氢弹和原子弹的工作原理判断；
C.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；
D.根据核电站的能量转化过程判断。
【解答】A.自然界中的能量的转移和转化是有方向性的，所以氢弹和原子弹爆炸时能量的转移和转化是有方向性的，故A正确；
B.氢弹是利用核聚变的原理制成的，原子弹是利用核裂变的原理制成的，故B错误；
C.核电站中的核反应堆是进行裂变而获得核能的一种装置，是可控的，故C错误；
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。
故选B。
8．（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。
9．（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。
10．（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
11．（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。
12．（2023九上·义乌月考）中国科研团队再传喜讯，中国新一代“人造太阳”装置等离子体电流突破100万安培，创造了新纪录。点亮“人造太阳”，将来有望实现源源不断的清洁能源供应，实现能源自由。
（1）“人造太阳”获得核能的方式是 （填“核裂变”或“核聚变”）；
（2）水从高处流向地处后，无法自发回到同样的高度，说明能量的转化具有 ，所以尽管能量是守恒的，我们仍然要节约能源。
【答案】（1）核聚变（2）方向性
【解析】（1）根据太阳能量的来源解答；
（2）根据能量转化和转移的方向性解答。
【解答】(1)“人造太阳”获得核能的方式是核聚变；
(2)水从高处流向地处后，无法自发回到同样的高度，说明能量的转化具有方向性，所以尽管能量是守恒的，我们仍然要节约能源。
13．（2023九上·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）核裂变
（2）C
【解析】（1）根据核反应堆的工作原理解答；
（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）根据图片可知，表示核辐射标志，故选C。
14．（2022九上·舟山月考）
2020年11月27日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首推--福清核电5号机组首次并网成功。“华龙一号”是世界上安全标准最高的核电站之一，确保我国在安全的基础上高效发展核电。
（1）目前我国核电包括“华龙一号”燃料在核反应堆中发生的是 （填“重核裂变”或“氢核聚变”）。
（2）早在2011年日本福岛核电站因地震发生事故，造成堆芯迅速升温，包括金属锆Zr在高温下与水蒸气作用生成氧化锆（ZrO2）和大量氢气，并引起氢气爆炸，造成大量放射性物质泄露。请写出金属锆Zr在高温下与水蒸气反应的化学方程式： 。
【答案】（1）重核裂变
（2）
【解析】（1）根据核电站的工作原理解答；
（2）确定反应物，反应条件和生成物，据此写出反应的化学方程式。
【解答】（1）目前我国核电包括“华龙一号”燃料在核反应堆中发生的是可控的重核裂变。
（2）金属锆与水在高温下反应，生成氧化锆和氢气，即反应的方程式为： 。
15．（2023九上·临平期中）2020年12月17日，嫦娥五号顺利完成月面采样，携带2千克月壤成功返回地球。
（1）嫦娥五号采取月壤的机械臂（如图甲）属于简单机械中的 。
（2）嫦娥五号机械臂将0.5千克月壤从月表下方2米深处带到月表，至少需要做功 焦。（月球表面g取1.6牛/千克）
（3）月壤中含有丰富的理想能源氦–3。有科学家推测氦–3原子核能发生如图所示的核聚变反应，释放巨大的能量。图丙中能正确表示图乙“M”处的内容是 。
【答案】（1）杠杆
（2）1.6
（3）B
【解析】把在力的作用下可以围绕固定点转动的坚硬物体叫做杠杆。
【解答】（1）嫦娥五号采取月壤的机械臂在力的作用下可以绕一固定点转动，因此采取月壤的机械臂属于简单机械中的杠杆。
（2）0.5千克月壤的重力为
将0.5千克月壤从月表下方2米深处带到月表，至少需要做功为
（3）氦-3在分裂前后的质子和中子总数不变，因此图乙“M”处有2个质子，故B符合题意，AC不符合题意。
故答案为：B。
16．（2024九上·平湖期末）小嘉同学展示给大家一幅“特殊烧水装置图”，如图所示，表达了他对自然界能量转化规律的理解。
（1）太阳能是太阳内部的氢原子通过 释放的核能转化而来。
（2）结合本图内容，图中的太阳能转化为电能的过程为：太阳能→化学能→ →电能。
（3）电热水壶烧水时，电能转化为内能，使水的温度上升，但是烧开后的热水不能通过降低温度，使电炉产生电能，这是因为能量的转化是 。
【答案】（1）核聚变
（2）机械能
（3）有方向性
【解析】本题是关于能量转化的题目，解答本题的关键是知道能量转化守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。
【解答】（1） 太阳能是太阳内部的氢原子通过核聚变释放的核能转化而来。聚变原理是氢元素的两种同位素原子变为氦原子以及氢原子，同时产生巨大能量；
（2）发电机最终能量转化为机械能转化为电能，所以图中的太阳能转化为电能的过程为 太阳能→化学能→ 机械能 →电能。
（3） 电热水壶烧水时，电能转化为内能，使水的温度上升，但是烧开后的热水不能通过降低温度，使电炉产生电能，这是因为能量的转化是 有方向性的，热量能自发从高温传向低温，机械能全部转为内能，但反过来内能不能自发的全部转化为机械能。
17．（2023九上·萧山期中）各种形式能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化或转移。
（1）根据能量守恒定律，在能量发生转化或转移的过程中，能的总量是 的（填“变化”或“不变”）。
（2）运动会抛出去的实心球从脱手到落地过程，重力势能怎么变 。
（3）俗语说：“水往低处流”；空气不会自行聚拢；在烧杯中的水，上面的水不可能沸腾，下面的水结冰。这些事例都说明了一个问题：能量的转化和转移都是有 的。核电站是利用核能进行发电的，电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的核 （选填“聚变”或“裂变”）。
【答案】（1）不变
（2）先变大后变小
（3）方向；裂变
【解析】（1）根据能量转化和守恒定律解答；
（2）重力势能与质量和高度大小有关；
（3）根据能量转化和转移的方向性解答。根据核电站的工作原理解答。
【解答】(1)根据能量守恒定律，在能量发生转化或转移的过程中，能的总量是不变的。
(2)运动会抛出去的实心球从脱手到落地过程，它的质量不变，高度先增大后碱性，则重力势能先变大后变小；
(3)俗语说：“水往低处流”；空气不会自行聚拢；在烧杯中的水，上面的水不可能沸腾，下面的水结冰。这些事例都说明了一个问题：能量的转化和转移都是有方向的。核电站是利用核能进行发电的，电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的核裂变。
18.（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。
19.（2022·浙江嘉兴·九年级期末）2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了1731克月壤（其中约900克取自月表）。月壤中含有的“氦-3”（He-3）被科学家们称为“完美能源”，据科学家估算10吨“氦-3”就能满足我国一年所需的能源需求。
（1）使用“氦-3”作为能源，需通过__________（选填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放其内部的核能；
（2）采集器把这900克月表的月壤放入距月表1米高的收集器中，采集器克服重力做了多少功_____________？（已知物体在月球表面受到的重力是地球上的）
（3）在返回过程中，“嫦娥五号”上升器发动机以向上3000牛的力工作6分钟，成功将携带样品的上升器送入到离月球表面高度约为15千米的预定环月轨道。则“嫦娥五号”上升器发动机的功率至少多大__________？
【答案】轻核聚变 1.5J 1.25×105W
【解析】（1）[1]由两个较轻的核生成一个较重的核的过程属于聚变，使用“氦-3”作为能源，通过使用“氦-3”作为能源，释放其内部的核能。
（2）[2]月壤在月球上所受重力
采集器克服重力做功W=Gh=1.5N×1m=1.5J
（3）[3]上升器发动机做的功W发=F发s=3000N×15000m=4.5×107J
上升器发动机的功率
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
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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：（2023九上·上城期中）图甲和图乙是释放核能的两种方式，请回答下列问题：
（1）图 是核电站的工作原理。
（2）图乙是 （选填“聚变”或“裂变”）的示意图，目前还不能人为控制。
变式1：（2023九上·鹿城期末）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
变式3：（2023九上·柯城期末）核电站是通过核 （选填“裂变、聚变”）方式发电，把 能转化为电能。核反应堆工作时，会释放能量，也会产生放射线，如果大量放射线泄漏到反应堆外面， （选填“会”或“不会”）对人和其他生物造成伤害。
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：（2024九上·绍兴期末）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．核电站发电和原子弹爆炸时发生的链式反应，
变式1：（2024九上·余杭期末）核电站是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的。甲是核电站的原理示意图，乙是两种核反应示意图。下列说法不正确的是（ ）
A．日本福岛核污染水是C中流出的水
B．核电站核反应堆利用的是A所示的核反应
C．核反应后有核废料，因此它是化学变化
D．根据核电站原理图，能量转化顺序是核能→内能→机械能→电能
变式2：（2023九上·安吉月考）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3：（2023九上·绍兴月考）如图1所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，创造世界新纪录，在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过 （填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能。如图2为核电站发电流程图，在核电站的发电过程中，核电站能量转化是 →内能→ →电能。
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·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
2．（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
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．如图是核能发电原理图，下列说法正确的是（ ）
A．核能是可再生能源，核电站是利用重核裂变来释放核能
B．能量转换：核能→机械能→热能→电能
C．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率
D．核电站使用的核燃料是石油或天然气
5．（2023九上·玉环月考）下列有关核能利用的叙述中，正确的是（ ）
A．氢弹是根据裂变的原理制成的，原子弹是根据聚变的原理制成的
B．氢弹和原子弹爆炸时能量的转移和转化是有方向性的
C．目前核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变
D．核电站中的能量转化顺序是：核能→化学能→内能→电能
6．（2023九上·金华月考）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．手机充电时电能转化为化学能、电热壶烧水时电能转化为内能，两者本质都是电流做功
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．核反应堆进行可控的核聚变释放核能，转化为家庭电路所需的电能
7．（2023九上·玉环月考）下列有关核能利用的叙述中，正确的是（ ）
A．氢弹和原子弹爆炸时能量的转移和转化是有方向性的
B．氢弹是根据裂变的原理制成的，原子弹是根据聚变的原理制成的
C．目前核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变
D．核电站中的能量转化顺序是：核能→化学能→内能→电能
8．（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。
9．（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。
10．（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。
11．（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）
12．（2023九上·义乌月考）中国科研团队再传喜讯，中国新一代“人造太阳”装置等离子体电流突破100万安培，创造了新纪录。点亮“人造太阳”，将来有望实现源源不断的清洁能源供应，实现能源自由。
（1）“人造太阳”获得核能的方式是 （填“核裂变”或“核聚变”）；
（2）水从高处流向地处后，无法自发回到同样的高度，说明能量的转化具有 ，所以尽管能量是守恒的，我们仍然要节约能源。
13．（2023九上·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）
14．（2022九上·舟山月考）
2020年11月27日，我国自主三代核电“华龙一号”全球首推--福清核电5号机组首次并网成功。“华龙一号”是世界上安全标准最高的核电站之一，确保我国在安全的基础上高效发展核电。
（1）目前我国核电包括“华龙一号”燃料在核反应堆中发生的是 （填“重核裂变”或“氢核聚变”）。
（2）早在2011年日本福岛核电站因地震发生事故，造成堆芯迅速升温，包括金属锆Zr在高温下与水蒸气作用生成氧化锆（ZrO2）和大量氢气，并引起氢气爆炸，造成大量放射性物质泄露。请写出金属锆Zr在高温下与水蒸气反应的化学方程式： 。
15．（2023九上·临平期中）2020年12月17日，嫦娥五号顺利完成月面采样，携带2千克月壤成功返回地球。
（1）嫦娥五号采取月壤的机械臂（如图甲）属于简单机械中的 。
（2）嫦娥五号机械臂将0.5千克月壤从月表下方2米深处带到月表，至少需要做功 焦。（月球表面g取1.6牛/千克）
（3）月壤中含有丰富的理想能源氦–3。有科学家推测氦–3原子核能发生如图所示的核聚变反应，释放巨大的能量。图丙中能正确表示图乙“M”处的内容是 。
16．（2024九上·平湖期末）小嘉同学展示给大家一幅“特殊烧水装置图”，如图所示，表达了他对自然界能量转化规律的理解。
（1）太阳能是太阳内部的氢原子通过 释放的核能转化而来。
（2）结合本图内容，图中的太阳能转化为电能的过程为：太阳能→化学能→ →电能。
（3）电热水壶烧水时，电能转化为内能，使水的温度上升，但是烧开后的热水不能通过降低温度，使电炉产生电能，这是因为能量的转化是 。
17．（2023九上·萧山期中）各种形式能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化或转移。
（1）根据能量守恒定律，在能量发生转化或转移的过程中，能的总量是 的（填“变化”或“不变”）。
（2）运动会抛出去的实心球从脱手到落地过程，重力势能怎么变 。
（3）俗语说：“水往低处流”；空气不会自行聚拢；在烧杯中的水，上面的水不可能沸腾，下面的水结冰。这些事例都说明了一个问题：能量的转化和转移都是有 的。核电站是利用核能进行发电的，电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的核 （选填“聚变”或“裂变”）。
18.（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？___________
19.（2022·浙江嘉兴·九年级期末）2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了1731克月壤（其中约900克取自月表）。月壤中含有的“氦-3”（He-3）被科学家们称为“完美能源”，据科学家估算10吨“氦-3”就能满足我国一年所需的能源需求。
（1）使用“氦-3”作为能源，需通过__________（选填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放其内部的核能；
（2）采集器把这900克月表的月壤放入距月表1米高的收集器中，采集器克服重力做了多少功_____________？（已知物体在月球表面受到的重力是地球上的）
（3）在返回过程中，“嫦娥五号”上升器发动机以向上3000牛的力工作6分钟，成功将携带样品的上升器送入到离月球表面高度约为15千米的预定环月轨道。则“嫦娥五号”上升器发动机的功率至少多大__________？
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