【新教材】教科版11.4 核能 精品课件（共32张）

(共32张PPT)
核 能
第4节
第十一章 能源与可持续发展
（教科版）九年级
下
01
学习目标
1.了解原子核的组成，核的转变及核能的应用。知道核反应堆和核电站的基本原理。；
2.通过认识微观世界的层次结构，观看模拟动画了解核裂变的过程，培养运用模型、类比的科学思维；
3.通过介绍卢瑟福α粒子散射实验，了解其科学探究过程。
02
新课标要求+课标解读
2022课标要求：
3.6.2 知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。
课标解读：
这是 2022 版义务教育物理课程标准中 “能源与可持续发展” 主题的核心要求，指向学生对核能的辩证认知与科学素养培育。从知识层面，要求学生明确核能作为高效能源的核心特质 —— 它源于原子核裂变或聚变释放的巨大能量，1 克核燃料裂变的能量堪比数千吨标准煤，且能量密度极高、发电过程清洁无温室气体排放；同时需掌握核电站通过可控核反应堆实现链式反应、将核能逐步转化为电能的基本原理。从价值层面，课标强调学生必须理性认知核能利用的潜在挑战：核反应堆运行存在核泄漏的安全风险，使用后的核废料具有强放射性，处理周期长且易对生态造成长期危害，此外核燃料资源本身属于不可再生能源。这一要求旨在引导学生建立 “科技双刃剑” 的辩证思维，既认可核能在能源转型中的战略价值，也树立安全利用与环保意识，为理解能源可持续发展奠定科学基础。
03
激趣导入
视频：1964年10月16日，我国第一颗原子弹爆炸成功
03
激趣导入
视频：1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功
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新课教学
一、原子核与核能
1. 原子核：1932 年，物理学家发现，原子核是由质子和中子组成。
质子带正电荷，其电荷量跟电子的电荷量相等，中子不带电。
卢瑟福的α粒子散射实验打开了人们认识原子世界的视野，使人们认识到，原来小小的原子是由原子核和核外电子构成的。
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新课教学
原子核里的质子和中子为什么能紧紧地结合在一起呢
质子和中子依靠强大的“核力”紧密地结合在一起。
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新课教学
一旦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，就有可能释放出巨大的能量，这种能量就是核能。
核能获取方式
裂变
聚变
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新课教学
2. 核能
定义：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，就有可能释放出惊人的能量。这种能量就是核能。
原子能
质量较大的原子核
质量较小的原子核
分裂
结合
重核裂变
轻核聚变
重核
轻核
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新课教学
二、裂变及其利用
1.裂变：重原子核分裂成较轻的原子核，叫作裂变。
人类有效地获得大量核能是从用中子轰击铀核使其裂变开始的。当一个中子轰击一个铀核引起铀核裂变并释放能量的同时，还会释放出2～3个中子。
铀核裂变
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新课教学
2.链式反应：如果释放出的中子再引起其他铀核裂变，就可使反应不断地进行下去，这种反应叫作链式反应。
推倒的骨牌会产生一系列连锁反应
链式反应的示意图
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新课教学
视频：核裂变
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新课教学
3. 核裂变的应用
①不加控制的链式反应
　　大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量，原子弹就是根据这个原理制成的。
1kg铀全部裂变放出的能量
基于和平利用核能的目的，我们需要对链式反应加以控制。
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新课教学
②可控制的链式反应
链式反应可控，那么就可以控制核能的释放。
核反应堆：是一种能够控制链式反应的装置。
核电站：利用核反应堆工作时释
放的能量使水汽化，推动蒸汽轮
机带动发电机发电，这就是核电站。
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新课教学
视频：核电站工作过程
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新课教学
核电站将 　核能　　　内能　　　机械能　　　电能
核电站示意图
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新课教学
视频：中国核工业创建70年：中国核电，不止创新
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新课教学
核反应堆有厚重的保护层，这是为什么呢？
原来，用于核反应的燃料，具有强烈的放射性，能够发出射线，引起电离辐射。如果没有足够的保护措施，这些射线会对人体造成严重伤害。
当心电离辐射
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新课教学
1. 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;
2. 在放射性实验室中，要用铅板、有机玻璃等材料做好隔离防护;
3. 在遇到核反应堆出现泄漏、原子弹爆炸
等突发事件时，要充分利用地形和建筑物
作为掩体，以减少辐射危害。
4. 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，待以后
研究出有效办法再做处理。
核辐射的防护措施
2023年8月日本无视国际社会反对，单方面强行将核污染水排海。
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新课教学
三、聚变及其利用
1.聚变：轻原子核结合成较重的原子核，同时释放出巨大的能量，这就是聚变，也叫热核反应。
例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温和高压下结合成新的原子核——氦核，会释放出巨大的核能。
氘核、氚核在超高温和高压下结合成氦核，释放出核能。
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新课教学
聚变释放的核能远大于我们“点火”使用的能量。太阳能就来自聚变—这把“火”自从大约46亿年前“点燃”后，至今未熄。
2.聚变的条件：超高温。
　　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“入不敷出”吧？
核聚变：太阳的能量
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新课教学
3.核聚变的应用
太阳源源不断地释放光和热，其内部发生的就是核聚变反应。
大量氢核的聚变，可在瞬间释放出惊人能量。氢弹就是利用此原理制成。
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新课教学
4.可控核聚变的意义
　　海水中储藏着丰富的核聚变原料一氘，科学家预言，通过可控聚变来利用核能，将有望彻底解决人类能源问题。
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新课教学
　　如何实现可控核聚变，如何利用可控核聚变释放的核能，科学家正在积极地探索着。海水中蕴藏着丰富、可以实现聚变的氘核。科学家预言，通过可控核聚变来利用核能，有望彻底解决人类所面临的能源问题。
中国科学院的环流器中国科学院建造的环流器（tokamak）EAST实现了1000s以上的长时间运行。
“神光Ⅲ”激光约束核聚变研究装置
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新课教学
视频：我国可控核聚变研究不断传来新进展
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新课教学
1. （2020 绵阳二模）“华龙一号”是由中国两大核电企业研发的先进百万千瓦级压水堆核电技术，使核能的利用更安全、更经济。下列关于核能的认识，正确的是（　　）
A．核能是可再生能源
B．核电站的能量转化为：核能→内能→机械能→电能
C．核能发电是利用原子核聚变或裂变释放的核能
D．核能发电释放核能的过程与原子弹爆炸释放核能的过程完全相同
B
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新课教学
2. （2024 双流区二模）2023年7月28日，第31届世界大学生运动会在成都盛大开幕，大会期间大量开发、使用新能源材料和设备，中国向全球展现出了“绿色大运”的科技力量。关于新能源和能量及其转化，下列说法正确的是（　　）
A．成都造“萌嘟嘟”新能源汽车使用的氢能属于一次能源
B．我们要节能是因为世界上便于利用的能量的总量在不断减少
C．双流体育馆边的光伏灯吸收的太阳能由太阳内部核裂变产生
D．空调既可以制热又可以制冷说明热传递没有方向性
B
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新课教学
3. （2024 武侯区校级三模）华为5G“黑科技”凭借着它的高传输速率，低时延、多终端广连接数等各项优势在此次抗疫复产行动起到了积极作用，5G智能巡检机器人，空中课堂，“智能快递小哥”……5G技术和能源问题越来越深入我们的生产和生活，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波的频率越高，相同时间可以传输的信息越多，电磁波传播的速度就越大
B．电磁波在生活中应用广泛，电磁波对人类有利无害
C．电能必须通过消耗一次能源才能得到，是二次能源
D．核能是一种不可再生能源，利用核能发电是直接将核能转化成电能
C
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新课教学
4. （2023 成都模拟）日本发生的里氏9级大地震引发了海啸及核泄漏，这是日本二战后遭遇的最严重震灾，日本福岛核电站是目前世界上最大的核电站，如图所示为核电站发电流程示意图。下列说法错误的是（　　）
A．核电站主要是利用原子核的聚变进行发电的
B．地震和海啸的发生常常都伴有次声波的产生
C．核能与煤、石油、天然气都属于不可再生能源
D．核能发电中的发电机是根据电磁感应原理制造
A
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课堂小结
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