第三章 问题研究 是否应该发展核能--人教版高中地理选择性必修3教学课件(共25张PPT)

(共25张PPT)
问题研究：是否应该发展核能
第三章 环境安全与国家安全
地理
学习目标
②结合材料,认识发展核能的潜在风险。
①通过资料,了解发展核能的主要优势。
③结合材料,分析不同国家对核能的选择情况。
④通过具体案例,探讨人类是否应该发展核能。
问题提出
核能被认为是清洁、 高效的能源，利用核能既可减少现代社会对化石能源的依赖，又能避免化石能源所带来的环境污染和全球气候变化问题。大力发展核能对维护国家资源安全和环境安全似乎是双赢的选择。 但核能也不是绝对安全的，特别是核能利用历史上发生的数次核泄漏事故对人类和自然环境产生了巨大的危害。
因此，自核能诞生以来，有关核能安全性和潜在危害的争论和质疑从未停止过。
思考：1.发展核能到底有哪些优势和风险 2.是否应该发展核能
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了解发展核能的主要优势
分析不同国家的核电发展选择
探究世界核电发展历程
认识发展核能的弊端
研究
思路
新课讲授
资料1 发展核能的主要优势
“核能”（nuclear energy）是一种单位体积能量巨大的能源。核能是从原子核释放的一种能量形式，原子核由质子和中子组成。这种能量来源可以通过两种方式产生：裂变——当原子核分裂成几个部分时；或聚变——当原子核融合在一起时。
1kg核原料铀
燃烧2400 t 标准煤
300L汽油燃烧释放的
能量
1L 海水中的氘
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▋对于高耗能的产业和部门来说
使用煤炭、石油、天然气等化石燃料作为能源，往往需要预留充裕的空间存储燃料，并采用火车或船舶等大运量的交通工具进行运输。而核燃料对存储的空间和运输的运力需求相对较小。
炼油行业
焦化行业
有色金属冶炼行业
▋与传统火力发电相比
虽然核电站的建设投资大、技术要求高，但核能平均发电成本低于传统的火力发电。
核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电，它是实现低碳发电的一种重要方式。它与火力发电极其相似，只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加热成高温高压，核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多（相差约百万倍），而所需要的燃料体积与火力电厂相比少很多。
资料1 发展核能的主要优势
与当前人类能源消费结构中占主导的化石能源相比，核能属于清洁能源，在开发和利用过程中，既不会产生污染环境的二氧化硫和氮氧化物等有害物质，也不会产生使全球变暖的二氧化碳等温室气体。
清洁能源
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相较于可能枯竭的化石能源，地球上现已探明的铀、钍、钚等核资源相对丰富；
如果未来有更加成熟、稳定的核聚变技术，海水中的氘和氚还将为人类提供大量的核燃料。
有人认为，核能是目前为止唯一能够大规模替代化石能源的能源。
铀
钍
钚
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资料1 发展核能的主要优势
问题
1.同化石能源相比，核能的优势体现在哪些方面？
答案
资料分析
1.（1）核能是一种单位体积能量巨大的能源。核燃料对存储的空间和运输的运力需求相对较小。核能平均发电成本低于传统的火力发电。
（2）核能属于清洁能源。
（3）地球上现已探明的铀、钍、钚等核资源相对丰富；如果未来有更加成熟、稳定的核聚变技术，海水中的氘和氚还将为人类提供大量的核燃料。
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资料分析
清洁能源即绿色能源，是指开发利用过程中基本不排放污染物的能源，包括核能和可再生能源(如风能、太阳能、水能、地热能)等。可再生能源在一定程度上可以取之不尽、用之不竭，是最理想的能源。但可再生能源受自然条件的影响大，不稳定，而且能量密度较小，投资和维护费用高，效率低，所以发电成本高。与化石能源相比，存在一定劣势，大规模取代化石能源的可能性较低。随着技术进步，可再生能源的发电成本会逐渐降低。虽然目前全球能源以化石能源为主，清洁能源所占的比例还比较低，但清洁能源的发展势头迅猛。
因此，可再生能源能大规模代替化石能源。
问题
2.清洁能源还有哪些？这些清洁能源能否大规模替代化石能源？
答案
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资料2 发展核能的弊端
核能的开发和利用对技术的要求很高，这些技术不是每个希望发展核电的国家都能够轻易获得的。特别是核资源的开采和浓缩技术与核武器的开发技术相类似，技术扩散的途径或渠道往往会受到严格限制。
核聚变发电后的核废料仍具有一定的放射性，因此不能随意丢弃。目前核废料处置是一项世界难题，大部分国家通过深埋至人迹罕至的深山或大洋底的方式封存和放置核废料。核电站还会向周边环境释放大量的热量，造成热污染。
核反应堆
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核能发电最大的风险在于核泄漏事故。
人类和平利用核能至今一共发生了近10 次严重的核泄漏事故
尤其是发生在1986 年苏联切尔诺贝利（今乌克兰境内）
2011年日本福岛的两次等级为7 级（最严重级别）的核泄漏事故，对自然环境和人类社会危害巨大，其影响至今仍未完全消除。
切尔诺贝利核反应堆
日本福岛核爆炸
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资料2 发展核能的弊端
问题
1.归纳开发利用核能存在的安全隐患。
答案
资料分析
核能存在的安全隐患主要有以下四个方面：第一，核能开发和利用的技术扩散存在导致核武器扩散的风险；第二，核废料具有一定放射性，处置难度大；第三，对周边环境造成热污染；第四，核泄漏事故对自然环境和人类社会危害巨大。
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问题
2.自查资料，分析切尔诺贝利或福岛核泄漏事故对资源安全、环境安全和国家安全造成的影响。
答案
资料分析
从资源安全角度来看，重大核泄漏事故的发生，会导致所在区域乃至国家的能源供应能力下降，短时间内电力供应紧张，影响生产、经济和社会的正常运行，甚至触发重大社会危机，引发区域性乃至全国性的政局动荡和武装冲突，威胁国家安全。
从环境安全角度来看，重大核泄漏事故属于特别重大的突发环境事件，在短期内甚至长时期损害社会经济和自然环境。从国家安全角度来看，重大核泄漏事故会引发社会经济次生危机，甚至引起国际冲突，危及国家安全。
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资料3 世界核电发展历程
世界核电发展主要经历了以下几个阶段:
20世纪50—60年代：起步阶段，诞生了世界上最早的一批核电站。
20世纪70—80年代中期：迅速发展阶段，核电技术趋于成熟，外加世界石油危机的影响，核电得到迅猛发展。
20世纪80年代中期至21世纪初：缓慢发展阶段，发展速度较前期放缓。
21世纪以来：发展停滞阶段，总发电量达到峰值后不再增加，甚至有所减少。
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核能发电：
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资料3 世界核电发展历程
问题
1.据图概括世界核能发电总量变化的特点，并说明切尔诺贝利和福岛等核泄漏事故对世界核能发展阶段性转折的影响。
答案
资料分析
世界核能发电总量变化的特点：世界核能发电总量在20世纪70—80年代中后期呈较快增长态势；20世纪80年代中后期至21世纪初慢增长；21世纪初以来发展停滞，波动变化。
影响：切尔诺贝利和福岛等核泄漏事故，都产生了持久的国际影响，令全世界陷入核辐射恐慌。各国发展核电的信心受到严重打击，对发展核电可能造成的环境和自然的灾难日趋忧虑，多国核电发展决策日趋保守，有些国家出于安全因素的考虑，决定弃核。不仅如此，事故还促使各国提高核能技术、执行更严格的安全标准，增加了核电成本。全世界的核能产业在核泄漏事故之后，发展减速停滞甚至倒退。从教材图3.35可以看出，2010年世界核电发电量处于高位，2011年福岛核泄漏事故发生，核电发展进入低谷，社会公众增大了对核电安全性的顾虑，电业投资者也放慢了投资步伐，当年及以后几年世界核电发电量较2011年明显减少，亚洲减少尤其明显。
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问题
2.根据图中6个地区核能发电量的变化，比较其核能发电变化过程的差别。
资料分析
西欧和中欧、北美洲核能发电量占世界核电总量的比重高，其核电发展过程基本代表了世界的核电发展过程：起步早，20世纪70—80年代中后期发展迅速，20世纪80年代中后期至21世纪初缓慢增长，21 世纪初以来发展基本停滞，甚至有减少趋势。亚洲、东欧和俄罗斯的核电起步稍晚，发电量不同年份有所波动，但整体上呈增长趋势，占世界核电总量的比重逐渐提高南美洲和非洲的核电起步最晚，发电量一直都不大，占世界核电总量的比重低。
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答案
资料4 不同国家的核电发展选择
近年来，不同国家核电发展呈现不同的变化特点。针对核能的优势和弊端以及国情，有的国家选择暂停或放弃原有的核电发展计划，而有的国家则继续加快核电站的建设。
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问题
1.比较4个国家2007年以来核电发展的差异。
答案
资料分析
自2007年以来，法国和美国核电占发电总量的比例相对较稳定。法国占比高，基本保持在70%以上，美国基本保持在20%左右。2007—2011年，日本核电占发电总量的比例为25%~30%，2011年、2012年连续两年大幅降低之后基本在5%以下。巴基斯坦核电占发电总量的比例一直较低，为2%~8%，但增长态势明显。
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问题
2.从上述4个国家中任选1个国家，通过自查该国能源禀赋、能源消费量、经济发展水平等方面的资料，分析影响该国当前核电发展的因素。
答案
资料分析
以经济高度发达的法国为例，法国本土面积约为55万平方千米，人口6 000多万，是一个缺乏一次性能源的国家。20世纪70年代两次全球性石油危机的冲击，使严重依赖进口能源的法国经济遭受了沉重的打击。为减少对进口能源的过分依赖，保持和提高能源自给能力和独立性，法国政府全面调整国家能源政策，制订了政策适当、机制合理、投资充分的核电发展计划。目前，全国70%以上的电力来自核电，还有相当数量的核电电力出口到邻国，发展核电对法国经济稳步发展发挥着极为重要的作用。
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问题
3.你认为在发展核电的过程中，能源安全和环境安全能否兼顾？如何权衡？
答案
资料分析
该问题是一个开放性问题，应结合核电的优缺点进行分析和论证。发展核电是为了解决能源需求问题，保障能源安全，但是其环境威胁始终存在。目前制约全球核电发展的最主要因素是人们对核电安全的质疑，核电的安全问题不仅是技术层面的问题，更多的是人们对核电的恐慌心理。从科学的角度来说，100%的绝对安全是没有的，但是科学技术可以使发生事故的概率一步步地降低。每一种能源，都有自己的长处和短处。所以，当今的核电安全问题，实际上是人类自己要作的一个权衡和选择。因此，该问题答案并不是固定的要用发展的眼光辩证地分析和认识问题。
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课堂总结
了解发展核能的主要优势
认识发展核能的潜在风险
分世界核能的发展历程
探究不同国家对核能发展选择


是否应该发展核能
谢谢大家