第二十二章 能源与可持续发展
第二节 核能
一、学习先知
(一)学习目标:
(1)了解核能、裂变、聚变、链式反应的有关知识
(2)了解核电站的常识,知道核能的优点和可能带来的问题
(二)自主预习:
温故知新
能源的种类繁多,为了便于认识和研究,可以从不同的角度对能源进行分类:在液化气、煤、石油、电能、天然气、太阳能、风能、核能、水能中,属于一次能源的有 ,属于二次能源的有 ,属于可再生能源的有 ,属于不可再生能源的有 , 属于常规能源的有 ,属于新能源的有 ,属于清洁能源的有 ,属于非清洁能源的有 。从上述分类中可看出,我们要大力开发和利用的新能源是 。
二、导学环节
板块一:
原子核和核能 阅读教材P170页,完成下列任务。
1、 原子的核式结构
原子由位于中心的 和绕核高速旋转的 组成。 整个原子的质量都集中在 上。 其中 带正电, 带负电。他们所带电量相等,整个原子呈中性,对外部不显示带电的性质。 原子核由 和 组成; 质子带 电, 中子 电, 质子与中子的质量几乎是 的, 一个质子的质量大约是电子质量的 多倍。
2、 核能
由质子、中子依靠强大的 紧密地结合在一起,所以原子核相当牢固,要使他们分裂或重组是相当困难的,但一旦发生分裂或重组就会释放出惊人的 ,这就是 。
板块二:裂变和聚变 阅读教材171、172页,完成下列任务。
1、两种获得核能的途径
一是大质量的原子核在一定条件下发生分裂,变成较小的两个或多个原子核,会释放核能,称之为 。另一种途径是在一定条件下两个或多个质量小的原子核聚合在一起,变成大质量的原子核会释放 ,称之为 ,也称之为 。
2、(1)将火柴搭成如图所示结构,点燃第一根火柴后,会发生什么现象呢? 答: 。
(2)链式反应:一根火柴点燃两根,两根点燃四根,如此像锁链一样持续下去。这就像用中子轰击铀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它铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变,并释放出大量核能。这就是链式反应。1kg的铀全部裂变,释放的能量超过 优质煤完全燃烧时释放的能量。目前原子弹和核电站中使用的燃料 主要是铀235,核能是一种 能源(选填“再生”或“不可再 生” ) 。
板块三:阅读P172 STS,完成下列任务:
1、核反应堆是通过 反应释放核能的设备。核电站中的能量转化过程: 是核能转化为水和水蒸气的 能, 蒸汽轮机获得 能,最后转化为 。
2、核裂变的原料以及发生裂变反应后产生的核废料都具有很强的 、对生命体有致命的伤害,因此核废料的处理一般采用 法。
三、当堂检测
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.带正电的质子、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.核能是可再生能源
3、关于裂变反应,下列说法错误的是( )
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、阅读教材P172页最后三段内容,完成下列任务。
(1)氢核聚变:较轻的核(氘、氚)在 结合成新的较重的原子核,同时释放更大的 ,这种现象叫做聚变,也称为热核反应。太阳内部进行大规模的聚变,释放的核能以电磁波形式向外辐射,这就是太阳能。太阳内部发生的就是这种热核反应。核聚变释放出来的能量为裂变的四倍以上。
(2)和平利用核能
现在人类对核能的利用有: 一是利用核能发电,二是应用到军事领域。
1.核电站是利用_______发电的,它的核心设备是_______,其发生的_______是可以控制的。
2.核聚变是指质量很_______的原子核,在_______下结合成新的_______来获取核能的途径。
3.获取核能有两条途径:一是原子核的________,二是________;用人工控制的办法释放核能的装置叫做________,利用核能发电的电站叫做________。
4.原子弹和核电站都是利用链式反应,两者的本质区别是原子弹爆炸时发生的链式反应是 , 核反应堆中发生的链式反应是 。 (选填“不可控制的链式反应”或“可控链式反应” ) 。
四、学生/教师反思: