(共25张PPT)
你了解哪些核能知识?
原子弹、氢弹、
核泄漏......
核电站、
1945年8月6日和8月9日,为了敦促日本投降,美国将两颗外号为“小男孩”和“胖子”的原子弹,分别投到日本的广岛和长崎,原子弹爆炸时释放出的巨大能量将两座城市在瞬间化为废墟。
原子核发生改变时所产生的能量
例如,1 克铀核全部转变为氪核和钡核时释放出的核能,超过了2000 吨煤完全燃烧时释放出的化学能。
一、核 能
1、核裂变
质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核,并释放能量的过程,并产生2~3 个新的中子。
二、获得核能有两种途径:
(重核裂变)
链式反应:
一次裂变后产生的中子继续轰击其他铀核,就会导致越来越多的铀核不断地发生裂变。这种连锁式的铀核裂变反应称为链式反应。
链式裂变反应示意图,中子就像“点燃”核燃料的火柴
核裂变的例子:
原子弹,
属于不可控制的链式反应
2、核聚变
是使2个质量较小的原子核在超高温的条件下结合成较大的新核,并释放能量的过程。
热核反应
聚变需要很高的温度,所以也叫热核反应
热核反应一旦发生,就不再需要外界给它能
量,依靠自身产生的热就使核反应继续下去。
(轻核聚变)
氢弹,
它的威力比原子弹大得多
核聚变的例子:
我国第一颗氢弹爆炸时的情景。
核聚变的例子:
太阳的巨大能量就是内部核聚变产生的。
在太阳的内部,氢原子
核在超高温下发生核聚
变,释放出巨大的核能。
这些能量再从太阳核心向外扩散到太阳表面,然后,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。
人们虽然能够控制裂变反应的速度,但还没有找到实用的控制核聚变反应的方式。所以,直到现在人类还不能和平利用核聚变的能量。
一项由欧盟、中国、韩国、俄罗斯、日本、印度和美国共同参与的重大国际合作项目——国际热核聚变实验堆计划(ITER),其目标是建造可实现大规模聚变反应的聚变实验堆,验证和平利用聚变能的科学和技术可行性,并将在本世纪中叶实现利用聚变能发电,造福人类社会。受控核聚变能够为人类提供几乎取之不尽的理想洁净的能量,人类一旦能够稳定地获取核聚变能,将不再有“ 能源危机”。
三、核能的和平利用——核电站
1、核反应堆:
可控制地进行核反应的装置称为核反应堆
2、核电站:
核电站就是利用核反应堆提供的能量,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。
核能
热能
机械能
电能
3、存在的问题:
核泄漏导致放射性污染
截至2015年底,我国在运、在建和拟建的核电机组共52台,其中已投入运行23台,总装机规模为2140万千瓦。中国核电机组分布在8个省区、13个核电基地。”根据规划,到2020年,中国核电装机容量要达到5800万千瓦。
4、我国核电状况:
浙江省秦山核电站
广东省大亚湾核电站
你能说说核电站的优缺点吗?
优点:
1.核电站只需消耗很少的核燃料,就可
以产生大量的电能。
2.核电站不排放烟尘和二氧化碳、二氧
化硫等有害气体,对环境的污染比火
力发电站小得多。
3.长远看,核能发电成本低于火力发电。
缺点:现在世界上运行的核电站都是通过受控裂
变释放的能量发电的,但是,核裂变使用的核
燃料储量非常有限,开采成本高,存在着临界
事故和放射性物质泄露等潜在问题,且核裂变
所生成的核废料可能对环境造成污染。
核电站的安全性
发展核电站,应优先关注安全性。核电引起的安全问题主要在两个方面:一是核反应万一失控,会损坏设备,引起放射性物质泄漏;二是放射性废料处理不当,会导致环境污染。
世界上曾发生了几次较大的核电事故。1986 年,苏联切尔诺贝利核电站发生严重的核电事故,事故的原因是工作人员违反操作规定,导致反应堆过热,发生一系列的爆炸,使得放射性物质泄漏到周围环境中,造成了重大损失。2011年,日本福岛核电站在里氏9.0级地震和海啸袭击后出现的核泄漏事故,引发全球有核电国家对核电站的安全检查与反思。
为了防止核电站事故的发生,核电站的反应堆都有一系列的防护措施,设置了多道安全屏障。对核电站放射性废料的处理,先在核电站内专用的废物库暂存(我国规定暂存时间为5 年),然后送到人烟稀少、地质稳定、地下水位低又远离天然水源的处置场永久存放,一般存放几百年。
每一次核泄漏事故对全球的核电发展是一把双刃剑,都会让核电发展吸取经验,升级防范措施。随着科学和技术的发展,人们将会制造出更安全
的核反应堆,也期待着受控核聚变技术早日走向成熟。
1、原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性
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α射线、β射线、γ射线。
四、放射线
α射线是带正电的高速
运动的氦原子核流。
β射线是带负电的高速
运动的电子流。
γ射线是能量很高的电
磁波。
放射性物质的标志
2、这三种射线穿透物质的能力也不同。
α射线穿透能力最弱,在空气中只能前进几厘米。
β射线穿透能力较强,能穿透几厘米厚的铝板。
γ射线穿透能力最强,能穿透几厘米厚的铅板和
几十厘米厚的混凝土。
3、如果较少的量,并谨慎地加以控制,射线也
可以为人类服务。
①工业上利用放射线来测量物体厚度。
②农业上利用放射线照射种子,使种子发生变
异,培育新的优良品种;
③利用放射线还可以杀菌。
④医疗上利用γ 射线治疗癌症。
因为人体组织对射线的耐受能力是不同的,细胞分裂越快的组织,它对射线的耐受能力就越弱。
4、过量的辐射对人体和动物
的组织都有破坏的作用。
人体受到放射性污染,轻者头晕、疲乏、脱发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少;而大剂量照射,还会引起白血病及骨、肺、甲状腺癌变甚至死亡,放射性还能引起基因突变和染色体畸变。
5、放射性物质不一定是核反应的产物,许多天然
物质也具有放射性。
人类一直生活在有放射线的环境中。我们日常生活中的一些用品含有放射性物质,周围的一些岩石中也有放射性物质,地球上的每个角落都有不断的来自宇宙的射线,等等。由于这些辐射都在安全剂量范围之内,对我们人体没有伤害。
因此,在使用放射性物质时,必须注意安全,
也要防止放射性物质对空气、水、生活用品等
的污染。
放射线的来源
从扇形图中可以看出,人体日常
接受的放射线中,有约82%来自
于本底辐射。本底辐射是自然界
中普遍存在的,它的放射源有很
多,有些来自太空,有些则来自
地球上的物体,如岩石或土壤中
的铀经过衰变产生的氡放射出来
的。在我们的周围,可以进行少
剂量放射的物质几乎随处可见:
房屋中的木头、砖块,衣服的布
料,日常食品,甚至我们的身体。
由生活环境、生活方式所带来的放射剂量可能比本底辐射还要多。香烟中含有许多放射性物质;生活在海拔高的地方或经常坐飞机,会增加宇宙射线对身体的辐射;医院里产生的放射性废弃物;核反应堆产生的放射性废弃物;等等。
1. 核能是蕴藏在_________ 的能量。获得核能的主要途径有_________ 和_________。
原子核中
轻核聚变
重核裂变
3.在核电站中,所发生的核反应---------( )
A.是聚变反应 B.是裂变反应
C.有的是聚变反应,有的是裂变反应
D.既不是聚变反应,也不是裂变反应
B
2、原子弹是根据 的原理制成。氢弹是
根据 的原理制成。威力比原子弹还大。
核聚变
核裂变
4.从核能到电能,能量转化正确的途径是( )
A、核能→机械能→内能→电能
B、核能→内能→机械能→电能
C、核能→内能→电能 D、核能→电能
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第7节 核能 练习
姓名 学号
我学会了
1、 在转变过程中所释放出的能量,称为核能。核能是从 释放出来的,
它比物质在化学反应中所释放出的 能要大得多。
2、原子核获得核能的两条途径: 、 。核裂变是质量较大
的原子核在 下分裂成2个新原子核,并释放出巨大能量的现象。 是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。
3、 地进行核反应的装置称为核反应堆。核电站就是利用 提供的能量。
4、太阳的巨大能量就是内部 产生的。在太阳的内部,氢原子核在 下发生
核聚变,释放出巨大的核能。
5、科学家发现,各种放射性元素放出的射线中包括 三种射线。 是
带正电的高速运动的氦原子核流。 是带负电的高速运动的电子流。 是
能量很高的电磁波。
我理解了
6、下列有关核能及核电站的说法正确的是-----------------------------------------------( )
A.目前核电站获得核能的途径是核聚变 B.核电站是利用核裂变释放的核能来发电的
C.核电站是利用核聚变释放的核能来发电的
D.核电站发电和原子弹爆炸时发生的链式反应,都是不加控制的
7.2011年3月11日日本发生了特大地震,福岛一核电站发生爆炸,释放出大量放射
性物质,下列图标警示的是放射性物品的是-------------------------------------------( )
8、如图为核电站发电流程图。在核电站的发电过程中,从核能到电能,图中所示的能
量转化顺序正确的是-------------------------------------------------------------------------( )
A.核能,化学能,机械能,电能
B.核能,内能,机械能,电能
C.核能,机械能,内能,电能
D.核能,内能,化学能,电能
9.下列说法中正确的是----------------------------------------------------------------------( )
A.我国化石燃料储量丰富,取之不尽,用之不竭
B.太阳能是一种取之不尽,用之不竭的能源
C.核能是一种绝对没有污染的能源
D.核聚变已广泛用于人类生活、生产的活动中
10.下列可利用放射线完成的是----------------------------------------------------------( )
A.杀菌保鲜 B.使种子变异,培育优良品种 C.胸透检查D.上述三种都是
11.核电站建成的关键是----------------------------------------------------------------------( )
A.能有效控制核反应 B.核反应产生大量热
C.原子可以重新组合成新分子 D.核反应放出的射线对人畜无害
12.关于核能的应用,下列说法中正确的是--------------------------------------------( )
A.核能主要用来制造原子弹和氢弹
B.物质是由原子组成的,原子中有原子核,所以利用任何物质都可以得到核能
C.有些核反应是可控的 D.只有在人为的条件下才可能发生原子核的聚变
13.下列关于核能的说法错误的是---------------------------------------------------------( )
A.核电站是利用核能来发电的 B.核反应堆中发生的是链式反应
C.核电站发生泄漏时会对人和生物造成伤害 D.核废料不会对环境造成污染
14、下列关于原子核聚变的说法不正确的是--------------------------------------------( )
A. 任何两个原子核都可以发生聚变 B. 原子核必须在超高温下才能发生聚变
C. 大量的氢原子核聚变时释放出惊人的能量D. 目前人类还不能有效控制原子核聚变
15、原子弹和核电都是利用链式反应,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__________________。
16、目前释放核能的方式有两种:一是使原子核裂变,二是使原子核________。1938
年,科学家首次用______(选填“电子”、“中子”或“质子”)轰击比较大的原子核,
使其发生裂变,变成两个中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量。1 kg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。如果煤的热值为3×109 J/kg,
那么1 kg铀全部裂变释放的能量至少为___________J。
17、如图是一种太阳能汽车。太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为8×103 W,
在晴朗的天气,电池板对着太阳时产生的电压为160 V,并对车上的电动机提供10 A
的电流。问:
(1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多大?
(2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少?
(3)你认为太阳能汽车与我们现在使用的汽车相比,有什么优点?
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