第8节 核能的利用
教学目标：1、知道原子核的裂变和聚变是获得核能的两种方式
2、了解和平利用核能的方式
3、了解核能和平利用的进展，了解核能的优点和核能开发可能带来的问题
重点难点：核裂变
教学过程：
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引入：通过介绍二战末美国在日本广岛、长崎投下了两枚原子弹和两图片引出核变。
一、裂变和聚变
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，并释放出能量的过程。
举例：中子轰击铀235产生核能
链式反应（chain reaction）：如果产生的中子继续轰击其他铀核，就会导致一系列铀核持续裂变。
原子弹――根据核裂变的原理制成。属于不可控制的链式反应的结果！
2、核聚变
――2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。
举例：氘核和氚核在超高温下聚合成氦核，同时放出大量能量。
由于聚变反应需要在很高的温度下才可发生，所以也叫热核反应。
氢 弹――根据核聚变的原理制成。威力比原子弹还大。
设疑：核能这么巨大，难道只能用于战争吗？如何才能有效地控制核能的释放？
二、核能的和平利用――核电站
讲授：如果使原子核的裂变和聚变在可控制的条件下缓慢进行，释放的核能就可有效地利用。
可介绍如何控制核裂变的反应速率（如右图）
＊核电站
――利用原子核裂变时产生的大量热量，使水
变成蒸汽，推动汽轮机运转，再带动发电机发电。
如图所示
图一：秦山核电站 图二：核电站示意图
思考：根据图二，思考在电站工作过程中，能是如何转化的？
核能→内能→机械能→电能
三、放射线
讲授：核变过程中除了放出大量热量外，同时也会放出许多肉眼无法看见、能量很高的射线
如以下三种：
α射线：带2个单位正电荷，是氦原子核
β射线：带1个单位负电荷，是高速的电子流
γ射线：电中性
放射线的益与害：
大剂量的放射线对人畜会造成伤害，但较小的量并加以控制
则可以为人类做许多的事，举例说明。
小 结：核能与和平利用
课堂练习：课后1－3题
作业：作业本(共32张PPT)
按现在的能源消耗速度，世界上的石油、天然气和煤等生物化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽。
1945年8月6日和8月9日，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。8月15日日本无条件投降。
小男孩
胖子
爆炸区1.6公里内的所有生物全都荡然无存。离发射场800米的一座32吨重的钢塔成了一堆扭曲的废物。发射场周围800米的沙粒被融化成玻璃体，绿色透明似翡翠。
原子核
（正）
核外电子
（负）
质子
（正）
中子
（不带电）
当原子核发生变化时释放出的巨大能量，称为核能。
二、获得核能的途径
（2）核聚变
（1）核裂变
一、 核能
科学家们发现用中子轰击铀235时，铀核会分裂成大小差不多的两部分，这种现象叫做裂变.
1kg铀中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量大约相当于2500t的标准煤完全燃烧所放出能量.
（1）核裂变
（1）核裂变
质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个质量较小的新原子核，并释放出能量的过程。
原子弹――根据核裂变的原理制成。属于不可控制的链式反应的结果！
链式反应:
用中子轰击铀核，使铀核发生裂变,放出能量。铀核分裂时，还同时放出2-3个中子，又可以轰击其它铀核，使它们也发生裂变。
这些铀核分裂时，同样放出中子，从而引起更多的铀核发生裂变，于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去，这种现象叫做链式反应。
如果对裂变的链式反应不加控制，在极短时间（约百万分之几秒）会释放出大量核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的。
（2）核聚变
2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。
氢弹就是根据核聚变的原理制成的，威力比原子弹还要大。
聚变又叫热核反应
一个氘核由一个质子和一个中子组成，一个氚核由一个质子和二个中子组成，它们发生聚变反应结合成由二个质子和二个中子组成的氦核时，要放出一个中子，并释放出核能.
一定质量的氘核和氚核聚变时放出的能量要比等量的铀核裂变时放出的能量大几倍.
聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚变又叫热核反应.
自然界中的热核反应
自然界中，太阳内部的温度高达摄氏1千万度以上，在那里就进行着大规模的聚变反应.太阳辐射出的光和热，正是由聚变反应释放的核能转化而来的.可以说，地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量.
我国第一颗原子弹爆炸时的情景
我国第一颗氢弹爆炸时的情景
1964年10月16日，我国爆炸了第一颗原子弹，成功地进行了第一次核试验。原子弹爆炸的成功吸引了全世界的目光，一夜之间中国跨进了核大国行列，全世界刮目相看。
核反应堆
为便于和平利用核能，必须控制链式反应的速度，使核能缓慢而又平稳地释放出来.为此，人们制成了一种专门装置——核反应堆.
核反应堆能缓慢、平稳地释放核能.
二、核能的和平利用――核电站
如果使原子核的裂变和聚变在可控制的条件下缓慢进行，释放的核能就可有效地利用。
核能的和平利用――核电站
思考：在电站工作过程中，能是如何转化的？
核能→内能→机械能→电能
核能的和平利用――核电站
核能
内能
机械能
电能
法国1980年到1986年间核电占总发电量的比例由24％提高到 70％，在此期间法国总发电量增加40％，而排放的硫氧化物 却减少了9％，尘埃减少了36％，大气质量有明显改善。
秦山核电站
大亚湾核电站
1994年底，全世界核电站的发电量已经占总发电量的17%。我国十分重视核能的利用，目前，秦山核电站和大亚湾核电站已经运行发电，几座新的核电站正在建设之中。
α射线：带两个单位正电荷（氦核）
β射线：带一个单位负电荷（电子）
γ射线：不带电（中子）
大剂量放射线对人畜会造成很大的伤害；但是，如果用较小的剂量，并谨慎地加以控制，射线也可以为人类做许多事。
放射性物质的标志
二、核能的和平利用－－核电站
1、能量转化：
核能
热能
机械能
电能
2、我国第一座自行设计建造的核电站：
－－秦山核电站
3、存在的问题：
－－放射性污染
小结:
核电站的废物处理系统
