11.4 核能（25页）课件 2024-2025学年物理教科版九年级下册
文档属性
| 名称 | 11.4 核能（25页）课件 2024-2025学年物理教科版九年级下册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 7.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-12-10 00:08:16 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
第十一章 物理学与能源技术
第4节 核能
我们已经知道物体是由分子组成，分子又是由原子组成。以水分子为例：
由水分子组成
H2O分子
由一个氧原子和两个氢原子组成
那么，原子又是由什么组成的呢？
新课导入
3.知道核聚变及其应用前景。
2.知道核裂变及其应用。
1.知道什么是核能。
学习目标
1.原子核内部结构
1911年，卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出原子核式结构模型。
原子核（正）
核外电子（负）
质子（正）
中子（不带电）
质子
中子
原子核
电子
新知学习
知识点一：原子核 核能
思考：许多带正电的质子拥挤在一个小小的原子核中，它们之间必定会产生很大的相互排斥力。那么，为什么原子核里的质子和中子还能紧紧地结合在一起呢
原子核内的各个粒子质子和中子是通过一种叫作“核力”的作用力使它们能紧紧地结合在一起。
中子
质子
大部分元素的原子核是牢固而稳定的，而有些原子核会按照一定的规律发出射线变成新的原子核，这样的性质称为放射性。
2.元素的放射性
3.核能
质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能，也就是人们常说的原子能。
裂变
聚变
1.裂变：重原子核分裂成较轻的原子核，叫裂变。
如图用中子轰击铀核，使铀核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程就是裂变的过程。
新知学习
知识点二：核裂变能及其利用
链式反应示意图
2.用中子轰击铀核，铀核发生裂变，放出能量。铀核分裂的同时放出2～3个中子，又可以轰击其他铀核，使它们也发生裂变。于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去。这种反应叫作链式反应。
链式反应如果是在一瞬间进行那将是剧烈的爆炸。原子弹的爆炸就是铀核或钚核裂变发生链式反应的结果。
思考：核能这么巨大，难道只能用于战争吗？如何才能有效地控制链式反应？
3.核电站
（1）核反应堆：是一种能够控制链式反应的装置。
（2）核电站：利用核反应堆工作时释放的能量使水汽化，推动蒸汽机带动发电机发电。
汽轮机发电系统（二回路系统）
核蒸汽供应系统（一回路系统）
冷凝器
水
排水
进水
加压的水（冷却剂）
蒸汽
水
核反应堆
蒸汽
热交换机
蒸汽涡轮
发电机
传动轴
蒸汽腔
混凝土保护层
铁壳
石墨
铀
镉或硼
泵
核电站
示意图
①思考：由上图可知核反应堆有厚重的保护层，这是为什么呢？
这是因为用于核反应的燃料，是具有强烈放射性的物质，能够发出射线。如果没有足够的保护措施，这些射线会对人体健康造成严重伤害。
②能量转化：
核能
内能
机械能
电能
（3）核电站的优点
1.核电站消耗的燃料很少，可以大大减少燃料的运输量。
例如：一座1.0×l06kW的核电站，每年约消耗30t铀燃料，而同样功率的火力发电站却要消耗约3.0×106 t煤。
2.核电站没有煤燃烧放出的大量硫化物、碳氧化物、烟尘等，不会对大气造成污染。
讨论交流：核泄漏
阅读52页讨论交流回答下列问题：
1、大家担心的是什么？
2、怎样减少核辐射对人体的危害？
（4）注意防止放射性物质的泄露，导致产生放射性污染。
1、核燃料的放射性对人体造成的严重伤害。
2、对于辐射强度超过国家标准的放射性物质，一定要防止其扩散，人体切莫随便靠近。
距离防护：远距离操作，任何源不能直接用手操作。
屏蔽防护：根据辐射源的类型、射线能量、活度设置屏蔽体：核废料也有很强的放射性，目前一般都将其放入特制的容器内深埋封存。
1.聚变：轻原子核结合成较重的原子核，也会释放核能，这种核反应叫聚变。
为什么聚变又叫热核反应呢？
原子核带有正电，两个较轻的核在靠近过程中，彼此排斥，难以接近，所以把它们加热到足够高的温度使这些粒子的无规则运动极其剧烈。以至于会有原子核在碰撞过程中靠得足够近，从而发生聚变。因此聚变也常称为热核反应。
新知学习
知识点三：核聚变
氘核
氚核
被释放的中子
释放能量
形成氦核
中子
氢核聚合
氢核聚变
氢的同位素氘和氚，其原子核在超高温下就可能聚合成氦核，释放出巨大的能量。
可能有的同学会产生疑惑：使反应物获得极高的温度，要消耗不少能量，一旦发生聚变，获得的核能能弥补之前的付出吗？不会有“入不敷出”的现象发生吧？
事实上，聚变释放的核能远大于我们“点火”所需的能量。太阳的能量，就来自核聚变——这把“火”自从46亿年前“点燃”后，至今未熄。
太阳内部发生的聚变反应，每秒钟把7 ×108 t的氢变为氦。
2.聚变的应用
氢弹就是根据核聚变原理制成的，它的威力比原子弹大得多。
虽然在消耗相同质量核燃料的情况下，核聚变比核裂变放出的能量大得多，但是核聚变需要在极高的温度下才能进行，现在人类还不能像控制核裂变那样控制核聚变。
可控核聚变的研究已在实验室取得重大进展，但是可控核聚变的利用还有相当长的路程要走。
3.可控核聚变
1.原子核是由质子和中子组成的。
2.获得核能两种方式：裂变和聚变。
1.裂变：重原子核分裂成较轻的原子核，叫裂变。
2.链式反应可制成原子弹。
3.核电站的主要组成部分及能量转化。
核聚变
1.轻原子核结合成较重的原子核，也会释放核能，这种核反应叫聚变。
2.氢弹就是根据核聚变原理制成的。
原子核 核能
核裂变能
及其利用
核能
课堂小结
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
当堂检测
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
A
4.（多选）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
AC
第十一章 物理学与能源技术
第4节 核能
我们已经知道物体是由分子组成，分子又是由原子组成。以水分子为例：
由水分子组成
H2O分子
由一个氧原子和两个氢原子组成
那么，原子又是由什么组成的呢？
新课导入
3.知道核聚变及其应用前景。
2.知道核裂变及其应用。
1.知道什么是核能。
学习目标
1.原子核内部结构
1911年，卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出原子核式结构模型。
原子核（正）
核外电子（负）
质子（正）
中子（不带电）
质子
中子
原子核
电子
新知学习
知识点一：原子核 核能
思考：许多带正电的质子拥挤在一个小小的原子核中，它们之间必定会产生很大的相互排斥力。那么，为什么原子核里的质子和中子还能紧紧地结合在一起呢
原子核内的各个粒子质子和中子是通过一种叫作“核力”的作用力使它们能紧紧地结合在一起。
中子
质子
大部分元素的原子核是牢固而稳定的，而有些原子核会按照一定的规律发出射线变成新的原子核，这样的性质称为放射性。
2.元素的放射性
3.核能
质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能，也就是人们常说的原子能。
裂变
聚变
1.裂变：重原子核分裂成较轻的原子核，叫裂变。
如图用中子轰击铀核，使铀核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程就是裂变的过程。
新知学习
知识点二：核裂变能及其利用
链式反应示意图
2.用中子轰击铀核，铀核发生裂变，放出能量。铀核分裂的同时放出2～3个中子，又可以轰击其他铀核，使它们也发生裂变。于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去。这种反应叫作链式反应。
链式反应如果是在一瞬间进行那将是剧烈的爆炸。原子弹的爆炸就是铀核或钚核裂变发生链式反应的结果。
思考：核能这么巨大，难道只能用于战争吗？如何才能有效地控制链式反应？
3.核电站
（1）核反应堆：是一种能够控制链式反应的装置。
（2）核电站：利用核反应堆工作时释放的能量使水汽化，推动蒸汽机带动发电机发电。
汽轮机发电系统（二回路系统）
核蒸汽供应系统（一回路系统）
冷凝器
水
排水
进水
加压的水（冷却剂）
蒸汽
水
核反应堆
蒸汽
热交换机
蒸汽涡轮
发电机
传动轴
蒸汽腔
混凝土保护层
铁壳
石墨
铀
镉或硼
泵
核电站
示意图
①思考：由上图可知核反应堆有厚重的保护层，这是为什么呢？
这是因为用于核反应的燃料，是具有强烈放射性的物质，能够发出射线。如果没有足够的保护措施，这些射线会对人体健康造成严重伤害。
②能量转化：
核能
内能
机械能
电能
（3）核电站的优点
1.核电站消耗的燃料很少，可以大大减少燃料的运输量。
例如：一座1.0×l06kW的核电站，每年约消耗30t铀燃料，而同样功率的火力发电站却要消耗约3.0×106 t煤。
2.核电站没有煤燃烧放出的大量硫化物、碳氧化物、烟尘等，不会对大气造成污染。
讨论交流：核泄漏
阅读52页讨论交流回答下列问题：
1、大家担心的是什么？
2、怎样减少核辐射对人体的危害？
（4）注意防止放射性物质的泄露，导致产生放射性污染。
1、核燃料的放射性对人体造成的严重伤害。
2、对于辐射强度超过国家标准的放射性物质，一定要防止其扩散，人体切莫随便靠近。
距离防护：远距离操作，任何源不能直接用手操作。
屏蔽防护：根据辐射源的类型、射线能量、活度设置屏蔽体：核废料也有很强的放射性，目前一般都将其放入特制的容器内深埋封存。
1.聚变：轻原子核结合成较重的原子核，也会释放核能，这种核反应叫聚变。
为什么聚变又叫热核反应呢？
原子核带有正电，两个较轻的核在靠近过程中，彼此排斥，难以接近，所以把它们加热到足够高的温度使这些粒子的无规则运动极其剧烈。以至于会有原子核在碰撞过程中靠得足够近，从而发生聚变。因此聚变也常称为热核反应。
新知学习
知识点三：核聚变
氘核
氚核
被释放的中子
释放能量
形成氦核
中子
氢核聚合
氢核聚变
氢的同位素氘和氚，其原子核在超高温下就可能聚合成氦核，释放出巨大的能量。
可能有的同学会产生疑惑：使反应物获得极高的温度，要消耗不少能量，一旦发生聚变，获得的核能能弥补之前的付出吗？不会有“入不敷出”的现象发生吧？
事实上，聚变释放的核能远大于我们“点火”所需的能量。太阳的能量，就来自核聚变——这把“火”自从46亿年前“点燃”后，至今未熄。
太阳内部发生的聚变反应，每秒钟把7 ×108 t的氢变为氦。
2.聚变的应用
氢弹就是根据核聚变原理制成的，它的威力比原子弹大得多。
虽然在消耗相同质量核燃料的情况下，核聚变比核裂变放出的能量大得多，但是核聚变需要在极高的温度下才能进行，现在人类还不能像控制核裂变那样控制核聚变。
可控核聚变的研究已在实验室取得重大进展，但是可控核聚变的利用还有相当长的路程要走。
3.可控核聚变
1.原子核是由质子和中子组成的。
2.获得核能两种方式：裂变和聚变。
1.裂变：重原子核分裂成较轻的原子核，叫裂变。
2.链式反应可制成原子弹。
3.核电站的主要组成部分及能量转化。
核聚变
1.轻原子核结合成较重的原子核，也会释放核能，这种核反应叫聚变。
2.氢弹就是根据核聚变原理制成的。
原子核 核能
核裂变能
及其利用
核能
课堂小结
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
当堂检测
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
A
4.（多选）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
AC