18.2 核能 教案

18.2核能
教学目标
1．常识性了解原子和原子核的组成。
2．常识性了解裂变、链式反应、聚变的大致情况和原子弹、氢弹的制造原 理，以及核反应堆的作用。
3．常识性了解研究可控核聚变的重大意义。启发学生想象人类开发利用核能的美好前景，激发学生努力学习科学技术的热情。
教学重点
重点：了解原子核裂变和链式反应，核聚变的原理以及如何利用核能更多 的给人类造福。
教学难点
难点：原子核裂变和链式反应，聚变的原理。
突破重难点主要策略
本课采用以实验为主导的综合启发式教学，实验探究、
引导发现法、讲解法、关键点拨、练习巩固等相结合。
课前准备
原子和原子核的挂图，链式反应的挂图（幻灯片或课件显示原子、原子核 的结构和链式反应的情况）。物质的结构，原子核内部的结构 来源学#科#网
一、引入新课
[视频播放]原子弹爆炸的挂图或课件播放原子弹的爆炸实况
【师】有同学能够说说原子弹的威力吗？
【生】七嘴八舌
原子弹利用了一种新的能量，————核能。
【师】你知道原子的结构知识吗？
【生】物质由分子组成，分子可以分成原子
【师】原子再划分下去又是什么呢？原子核可以再分吗？原子核可以改变吗？
科学家通过对放射现象的发现和研究，认识到原子核内还有结构，利用高速粒子轰击原子核时发现原子核是可以改变的，在某些改变中会释放大量的能量，这就是核能。
二、新课教学
1．核能，获得核能的途径
【师】请学生阅读书本资料了解什么叫核能？知道获取核能的途径有哪些？
由于原子核的变化而释放的巨大能量叫做核能，也叫原子能。
科学家经过实验发现获取核能有两条途径：一种是原子核的裂变，一种是原子核的聚变。
2 ．重核的裂变
展示铀核的裂变挂图或课件，结合图片讲解：
用用中子轰击铀 235，使其变成两个中等大小的原子核，这种现象叫做裂变。
在铀核裂变时有巨大的能量放出（核能），使裂变产物以很大的速度向相反方向飞开（核能——>动能），与周围分子相碰，使分子运动加快（内能）
裂变释放的能量十分的巨大，1kg的铀235全部裂变释放的能量相当于2500t的煤完全燃烧放出的能量
从图中看到，铀235只有在中子的轰击下才能发生裂变，放出核能，那么是不是要不断地从外界提供中子，才能维持铀核的不断裂变呢？
给出煤的燃烧值，计算1kg的铀235全部裂变释放的能量相当于多少焦耳？
从图中看到，铀235只有在中子的轰击下才能发生裂变，放出核能，那么是不是要不断地从外界提供中子，才能维持铀核的不断裂变呢？
展示链式反应的挂图讲解
铀235核在受到中子的轰击后，裂变成2个差不多大小的新粒子的同时，还释放出2～3个新中子，这2～3个中子又去轰击其它铀235核，引起2～3个新铀核裂变，又各放出2～3个中子，这些中子又去轰击更多的铀核发生裂变……随着一个铀核裂变的发生，会引起越来越多的铀核发生裂变。这样，裂变就不断地自行持续下去，这种现象叫做链式反应。
如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会引起大量的铀核发生裂变，在极短的时间内就会释放出巨大的核能，发生猛烈的爆炸。原子弹就是根据这个原理制成的。原子弹爆炸后升起的蘑菇云就是原子弹爆炸时释放的巨大核能产生的高温高压气体向外扩散时所升起的蘑菇状烟云，其上升的高度可达几百米，其破坏力和杀伤力都是十分巨大的。
但是如果我们能够控制裂变链式反应的速度，使核能缓慢地、平稳地释放出来，就能够代
替化 石燃料，进行和平利用。能够缓慢地、平稳地释放裂变产生的核能的装置叫做核反应堆。 人们已经成功地生产出各种规格的核反应堆，它是核潜艇、核动力破冰船、核电站等设施的核 心部件。
3 ．轻核的聚变
科学家们在对核反应的研究中还发现，两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核时，也能释放出核能，这种现象叫做聚变。
由于聚变必须在极高的温度和压强下进行，所以也叫热核反应。例如把一个氘核（质量数为2的氢核）和一个氚核（质量数为3的氢核）在高温、高压的环境下结合成一个氦核时，就会释放出核能。氢弹就是利用这个原理制成的。氢弹的威力比原子弹要大得多，氢弹爆炸后也会升起蘑菇云，比原子弹的威力要大几十倍。
我们最熟悉的太阳内部就在不断地进行着大规模的核聚变反应，由此释放出的巨大核能以电磁波的形式从太阳辐射出来，地球上的人类自古以来，每天都享用着这种聚变释放出的核能
人们现在还不能像控制裂变那样有效地、随心所欲地控制聚变反应，和平利用聚变释放的核能，但是由于核聚变可以释放比裂变更大的核能，而且不像裂变那样会产生较大的放射性污染，其原料氘和氚等又比铀丰富得多，因此控制聚变反应是一个非常吸引人的课题。目前世界上不少国家都在积极研究聚变的人工控制并已取得了一定的进展。我们国家在这方面也没有落后，自己研制的可控核聚变的实验装置——中国环流器1号已于1984年顺利启动，已经取得不少研究成果，至今仍在继续工作中。
三、布置作业：
完成补充习题49——50页的能源利用与社会发展