18.2核能-苏科版九年级物理下册课件(共32张PPT)

核防护
单击此处编辑母版标题样式
单击此处编辑母版副标题样式
*
*
*
18.2 核能
复习提问
1、物质是由什么组成的？
物质是由分子组成的
2、分子又是由什么构成的呢？
分子是由原子构成的
3、原子是由什么构成的呢？
我们知道，原子是由原子核和和核电子构成的。原子核非常小，它的直径大约是原子直径的十万分之一。原子核又是由质子和中子构成的，中子不带电，质子带正电。许多带正电的质子拥挤在一个小小的原子核中，它们之间必然会产生很大的相互排斥的力，可为什么它们还能紧紧地结合在一起呢？
这是因为原子核内各个粒子间还存在强大的吸引力，这就是核力。质子和中子正式依靠强大的核力紧紧地结合在一起。当原子核发生变化时，就可能释放出惊人的能量，这种能量就称为核能。
20世纪初，科学家已经认识到原子核内蕴藏着巨大的能量。怎样才能让这些能量释放出来呢？为此，科学家经过几十年的艰苦探索，终于找到了获取核能的途径。
1905年，爱因斯坦提出的质能方程，为人类利用核能奠定了理论基础。
1938年，科学家发现，当用中子轰击铀时，铀原子核可以分裂成大致相等的两个原子核，为人类利用核能奠定了实验基础。
我们把这种较大的原子核分裂成两个或多个中等质量的原子核的过程叫作裂变。
一、核能
一、核能
实验表明，铀核发生裂变是，除了释放能量外，每个铀核同时还会放出2~3个中子，这些中子又能使其他铀核发生裂变，从而放出更多的中子。如果附近有足够多的铀核，裂变将不断自行继续下去，就像发生雪崩一样，使千千万万个铀核在极短时间内相继裂变，这种现象叫作链式反应。
链式反应的应用——原子弹
如果对链式反应不加控制，就会在极短的时间内释放出巨大的能量，以致引起威力强大的爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的。
链式反应的应用——原子弹
链式反应的应用——原子弹
链式反应的应用——核电站
为了安全、有效地利用核裂变时所产生的能量，科学家们研制成了核反应堆。它能对引起裂变反应的中子数量及能量加以控制，从而使链式反应连续、缓慢地进行，核能得以平稳释放。核电站就是利用核反应堆提供的能量发电的。
链式反应的应用——核电站
核电站示意图
主要由核反应堆、汽轮机和发电机等组成
能量转化
核能
内能
机械能
电能
链式反应的应用——核电站
核反应堆
汽轮机
发电机
链式反应的应用——核电站
核能发电和火力发电的主要区别在于，它们使用的燃料不同，核能发电使用的是核燃料，火力发电使用的是化石燃料。
链式反应的应用——核电站
与火力发电相比，核能发电具有三个优点。
1、消耗的核燃料很少；
1kg核燃料铀-235全部裂变释放的能量约等于2.5×106kg标准煤完全燃烧所释放的能量。
1千克 VS 2500吨
链式反应的应用——核电站
与火力发电相比，核能发电具有三个优点。
2、核电站不排放烟尘和CO2、SO2(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、从长远角度看，核能发电的成本低于火力发电。
链式反应的应用——核电站
因为铀核裂变会产生放射性物质，所以核电站必须采用多种可靠的防护措施防止放射性物质泄漏。
链式反应的应用——核电站
目前，我国已建成十余座核电站，如浙江秦山、广东大亚湾、广东岭澳、江苏田湾、辽宁红沿河、宁德(中广核)等核电站。
历史上的核事故
三哩岛核事故
1979年3月28日凌晨4时，位于美国宾夕法尼亚州首府哈里斯堡东南方向16公里处的三哩岛核电站二号机组由于操作失误，导致汽轮机停机，二回路冷却能力下降，反应堆内温度和压力不断上升。燃料棒温度不断升高，直至最后发生堆芯熔化。
三哩岛核事故是核电历史上第一次出现堆芯熔化的核事故。整个事故期间，有3名工作人员受到了40毫西弗剂量的辐照，1名工人的前臂皮肤受到了500mSv的辐照，1名工人的手指因进行反应堆冷却剂取样操作而受到1500mSv的辐照。整个事故中，虽无人员受伤和死亡，但核电站周围15英里内大约有14.4万人撤离。
历史上的核事故
切尔诺贝利核事故
1986年4月25日，前苏联的切尔诺贝利核电站4号机组发生了蒸汽爆炸，并引起了30多处的大火，造成了人类史上最严重的工业事故。
这一事故释放出来的放射性物质相当于广岛原子弹的400倍，直接受辐射尘污染的面积达20万平方公里。大约有35万乌克兰、俄罗斯、白俄罗斯等地居民被迫迁出受辐射污染的家园。
在切尔诺贝利核事故抢救现场，约有200多人因为受到高剂量辐射送医急救，其中134人患上了急性放射性综合症，有28人因此而死亡。在事故发生后4年，参加第一线抢险的60万军民中，大约有5000多人因为种种原因去世，另有16.5万人成为不同程度的残疾人。
历史上的核事故
福岛核事故
2011年3月11日14时16分，日本东北部太平洋海域发生9级地震。位于东京东北270公里处的福岛核电站产生了氢气爆炸，炸毁了反应堆厂房，使得厂房内的放射性物质泄漏到了环境中，造成了放射性泄漏事故。
福岛核事故的后果是非常严重的，累积辐射剂量超过5毫西弗的人数约1.5万人，累积辐射剂量超过50毫西弗的约1751人，累积辐射剂量超过100毫西弗的约173人。然而，福岛核事故对周围居民产生的心理伤害更大。此次事故的撤离距离是20公里，总撤离人数超过15万人。目前，福岛核电站内还有大量核污染水需要处理。日本政府将这些废水排入到大海中。这种做法，世界各国尤其是周边国家的反响都很激烈。
历史上的核事故
人类历史上每项技术的发展，都会伴随着收益和风险。正如我们不会因为飞机有可能出事故就不乘坐飞机一样，我们同样不能因为核电站有可能出事故就放弃核电。然而，在核事故面前，人类的力量依然非常渺小。直面核事故，敬畏核安全!希望世界各国能够共同携手，让核事故不在发生。
获得核能的另一条种途径——聚变　
核聚变，又称热核反应。是由质量小的原子，主要是指氘，在如超高温和高压让两个原子核碰撞到一起，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核（如氦），大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。核聚变是核裂变相反的核反应形式。科学家正在努力研究可控核聚变，核聚变可能成为未来的能量来源。核聚变燃料可来源于海水和一些轻核，所以核聚变燃料是无穷无尽的。太阳的能量主要来源于核聚变。 人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸 。
氚核
氘核
氦核
一个中子（随能量释放）
氢　弹――根据核聚变的原理制成。威力比原子弹还大。
获得核能的两种途径　
1、裂变
2、聚变
例1．能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于它们下列说法正确的是（ ）
A．太阳能、风能、天然气是可再生能源
B．光纤通讯主要利用电信号传递信息
C．超导体材料可以应用于任何电器并使其效率提高
D．大亚湾核电站利用核裂变的能量来发电
D
例2．关于核能，以下说法中正确的是 （ ）
A．核电站是利用可控核裂变工作的
B．原子弹是利用轻核聚变制成的
C．核能是可再生能源
D．核能对环境没有污染
例3. 启动核裂变反应的粒子是（ ）
A.中子 B.原子核 ??
C.质子? D.原子
A
A
例4．原子弹和核电站都是利用链式反应，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_____________．
不加控制的
加以控制的
例5．（1）核电站是利用原子核发生＿＿＿
（选填“裂变”或“聚变”）释放能量来发电的。
（2）下面是核能发电中能量转化的过程，请将其补充完整。
（3）核电站建设引发了广泛的争议。请你对发展核电简述自己的观点。
核能
机械能
电能
裂变
内能
例6．人类已经完全掌握核能发电技术，1kg铀235全部裂变释放出的能量约为6×1013J,若有60%的核能转化为电能，可供一台规格为“220V 1000W”的电饭煲正常工作＿＿＿＿h。
1×107
分析：
Q放=6×1013J
W=60%Q放
=60%×6×1013J=3.6×1013J
核防护
核防护