第2节 核能2
核能_能源与可持续发展PPT
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第二十二章
知识要点基础练
综合能力提升练
拓展探究突破练
-7-
请在下面的空格中填上适当的内容: ( 1 )从能量的转化与转移来看,原子反应堆、热交换器、蒸汽轮机中未发生能量转化 的是 热交换器 ; ( 2 )发电机发电时是让线圈在 磁场 中旋转而产生电流,这种现象在物理学中称之 为 电磁感应 现象; ( 3 )如果核电站每年需要50 t的核燃料,而同等规模的火电站每年需要6×106 t的煤炭, 则6×106 t的煤炭完全燃烧放出的热量是 1.8×1017 J( 煤炭的热值为3×107 J/kg ); ( 4 )核电站的核废料具有 辐射( 或放射 ) 性,会对环境造成相当大的危害,因此如 何在开发新能源的同时,又注意环境保护,成为人类面临的一大课题。
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第二十二章
知识要点基础练
综合能力提升练
拓展探究突破练
-4-
7.下列属于链式反应的是( A )
A.原子弹爆炸 B.氢弹爆炸
C.镁条的燃烧 D.太阳内部发生的核聚变
8.如图为田湾核电站发电流程图。在核电站的发电过程中,核能的获取途径及能量转
化顺序是( C )
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第二十二章 能源与可持续发展
第2节 核 能
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第二十二章
知知识识要要点点基基础础练练
综合能力提升练
拓展探究突破练
-2-
知识点1 核能 1.关于原子、原子核和核能,下列说法正确的是( D ) A.原子由质子和电子组成 B.原子核只有聚合时才能释放核能 C.原子核只有分裂时才能释放核能 D.核能是一次能源 2.关于原子核和核能,下列叙述正确的是( C ) A.核能是可再生能源 B.中子带正电,电子带负电 C.核力做功有可能释放出核能 D.核反应堆可将核能直接转化成电能
第二十二章第2节核能PPT课件(人教版)
实战演练
知识点一：核能的利用 例题1：下列关于放射现象、原子核和核能的说法中，正确的是
（ B ）。 A. 通过对放射现象的研究，物理学家确认，原子核由质子和电子组成 B. 放射性有着广泛的应用，但是强剂量或长时间的辐射对人体有害 C. 目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的 D. 核聚变的原料“铀”在地球上的储量非常有限
聚变
氘核、氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出 惊人的能量。氢弹利用的就是聚变在瞬间释放的能量。如何实现可控 聚变，如何利用可控聚变释放的核能，科学家正在积极地探索着。海 水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氘核。科学家预言，通过可控聚 变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题。
核能
课堂练习
知识点一：核能的利用 例题1：2011年3月11日，日本产生里氏9.0级地震并引发海啸，
导致福岛核电站产生泄漏，造成重大人员伤亡和环境污染 ，下列说法中正确的是（D ）。 A. 核能是可再生能源 B. 核电站是利用化学能来发电的 C. 由于核反应堆爆炸而泄漏的大量放射性污染物，应及时排入大海 D. 向反应堆内注水质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分坚固 ，要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦质量较大的原子核 产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，这就是核能（nuclear energy）。
裂变
1934年至1938年，科学家曾先后用中子轰击质量比较大的铀235原子 核，使其产生裂变，变成两个质量中等大小的原子核，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。用中子轰击铀核，铀核才能产生裂变，放出能量。这就好 比用火柴点燃木材，木材才能燃烧。假如外界的中子停止轰击，裂变 也就停止了。那么，怎样才能使裂变继续下去呢？
《核能》能源与可持续发展PPT课件
A ．核能很小，无法利用 B ．核能巨大，但现在无法利用 C ．核动力航母利用的是核能 D ．核能是可再生的
3 ．关于裂变反应，下列说法中错误的是（ A ） A ．所有原子核都能发生裂变反应释放能量 B ．裂变反应是重原子核吸收中子后发生的 C ．原子弹是利用链式反应释放的能量 D ．核电站是利用可控链式反应释放的能量 4 ．以下属于核聚变反应的是（ AC ） A ．氢弹爆炸 B ．原子弹爆炸 C ．太阳内部发生的核反应 D ．连续发生的剧烈化学反应
中国核聚变实验装置
可能有的同学会产生疑惑：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？不会有“ 入不敷出”的现象发生吧？
事实上，聚变释放的核能远大于我们“点火” 所需的能量。太阳的能量，就来自核聚变——这把 “火”自从46亿年前“点燃”后，至今未熄。
二、裂变
1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235 原子核，使其发生了裂变。
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。 1.发生裂变的条件
用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能 量。
外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样才 能让裂变继续下去呢？
2.链式反应 将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火
太阳内部发生的聚 变反应，每秒钟把7 ×108 t的氢变为氦。
氢弹爆炸产生的蘑菇云
课堂小结
质子 原子 原子 核 中子
核外电子
核
定义
能
裂变 链式反应
核能 聚变
应用：原子弹、核电站 定义 应用：氢弹
课堂练习
1 ．组成原子核的粒子是（ B ）
A ．带正电的质子和带负电的电子 B ．带正电的质子和不带电的中子 C ．带正带的质子、带负电的电子和不带电的中子 D ．带负电的电子和不带电的中子
核安全综合知识——第2章 核能和核技术利用
第二章 核能和核技术应用目录第二章 核能和核技术应用........................................................................................................- 1 - 目录......................................................................................................................................- 1 - 考试要求..............................................................................................................................- 1 - 引言......................................................................................................................................- 1 - 第一节 辐射源种类............................................................................................................- 2 - 第二节 反应堆和加速器生产放射性同位素基本知识....................................................- 9 - 第三节 放射性同位素在医学、工业、农业、食品加工等行业的应用......................- 12 - 第四节 放射性同位素应用中的辐射安全问题..............................................................- 21 - 第五节 射线装置在医学、工业、农业等行业的应用..................................................- 24 - 第六节 射线装置应用中的辐射安全问题......................................................................- 30 - 第七节 核燃料循环设施..................................................................................................- 36 - 第八节 核动力厂和其他反应堆......................................................................................- 62 - 第九节 核动力厂和其他反应堆的安全问题..................................................................- 79 - 本章小结............................................................................................................................- 92 - 思考题................................................................................................................................- 93 -考试要求1.熟悉辐射源的种类（宇宙射线，天然放射性同位素，用于医学、学业、工业、食品加工等的放射源，密封型和非密封型源，辐射产生器/设施，核动力厂和其他反应堆以及其他核燃料循环设施等）；2.了解放射性同位素的基本特征；3.了解反应堆和加速器生产同位素的基本知识；4.了解放射性同位素在医学、农业、工业、食品加工等行业的应用；5.熟悉放射性同位素在医学、农业、工业、食品加工等行业的应用中的辐射安全问题；6.了解辐射产生器/设施的应用；7.熟悉辐射产生器/设施在应用中的核与辐射安全问题；8.了解与核燃料循环设施（包括铀钍及伴生放射性矿勘探、开采与加工，富集铀的生产，燃料元件制造，核动力厂和其他反应堆、乏燃料后处理以及放射性物质运输、放射性废物管理等）有关的基本知识；9.熟悉核燃料循环设施（包括铀钍及伴生放射性矿勘探、开采与加工，富集铀的生产，燃料元件制造，核动力厂和其他反应堆、乏燃料后处理以及放射性物质运输、放射性废物管理等）在选址、设计、建造、运行、退役等阶段核与辐射安全方面的主要问题；引言随着核能和核科学技术的发展，核设施、放射性同位素和射线装置在医疗、工业、农业、地质调查和教学等领域中的应用越来越广泛。
九年级物理第十七章第二节核能课件
原子核 （正）
质子 （正） 中子 （不带电）
核外电子 （负）
原子核分裂 (能量) 原子核聚合 (能量)
裂变：用中子轰击铀核，铀 核分裂成大小差不 多的两部分，同时释 放出具大能量，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.
链式反应
用中子轰击铀核,铀核发生裂变，放出能量. 铀核 分裂的同时放出2～3个中子，又可以轰击其它 铀核，使它们也发生裂变.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.
应用一：原子弹
聚变应用：
氢弹爆炸产生的蘑菇云
练习：如图18-2俄罗斯的 切尔诺贝利的核电站事故 造成的辐射污染波及了白 俄罗斯、俄罗斯及乌克兰 的大片领土。各类辐射病、 癌症、神经紧张、居民被 迫疏散等后斯影响还深深 的留在人们的心中。有的 同学提出，既然核电站有 这么大的危害，就不用建 造核电站。你认为这种观 点合理吗？提出你的看法。
2013.3
链式反应如果不加控制大量原子核就会在极 短时间里发生裂变，释放出极大的能量，进而产 生毁灭性的破坏力。
原子弹爆炸时产生的蘑菇云
应用二：核电站
核电站： 核心设备是核反应堆。是利用
可控链式反应释放出能量发电。
能量转化： 核能
内能
机械能
电能
核电站工作流程原理
核能的和平利用－－核电站
1、能量转化：
核能
内能
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
新人教版九年级物理第22章能源与可持续发展知识点全面总结
22 能源与可持续发展第1节能源一、人类利用能源的历程1、能源（1）能量：物质的运动和相互作用的方式多种多样，每种运动形式都对应相应的能量。
（2）能源：能够提供能量的物质资源叫做能源。
煤、石油、天然气是当今人类利用的主要能源。
（3）能源与能量的区别2、能源的种类（1）化石能源：我们今天使用的煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。
（2）生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能。
生物质能是化学能源的一种，他可以理解成机体物质发生化学变化时释放的能量。
（3）太阳能：由太阳辐射提供的能量。
（4）风能、水能：都属于自然界提供的机械能。
（5）地热能：由地球内部提供的能量。
3、人类利用能源的历程像化石能源这样可以直接从自然界中获得的能源，我们称为一次能源。
我们使用的电能，无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，所以称电能这样的能源为二次能源。
常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。
常见的二次能源有：电能、汽油、柴油等。
注意：辨别一次能源和二次能源的依据一次能源是可以直接从自然价获得的能源；二次能源是由一次能源经过加工转换而得到的，如电能、煤气、焦炭、汽油、柴油等。
区分一次能源和二次能源的关键是看其是否经过加工转换。
知识扩展：能源有不同的分类标准，除按能否直接从自然界获得来分为一次能源与二次能源外，还有以下几种分类情况：（1）按对环境的影响可分为①清洁能源：指不排放污染物的能源：如太阳能、电能、水能、地热能等。
②污染能源：指人类再利用过程中会污染环境的能源，如煤、石油，天然气等。
（2）按人类开发早晚和使用情况可分为常规能源和新能源。
①常规能源：指已经大规模生产和广泛利用的能源，如煤、石油、天然气及水能等。
②新能源：指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源：如核能、太阳能、潮汐能、地热能等。
5、人类广泛使用电能的原因：电能是由其他形式的能转化而来的二次能源。
《核能》备课素材
第二十二章能源与可持续发展第2节核能方式一【问题导入】师：同学们，你们知道广岛吗？1945年8月6日，美国向日本广岛投下第一颗原子弹，该城大部分被摧毁。
据日本有关部门统计，因广岛原子弹轰炸而死去的人已达22万多。
过渡语：你知道为什么原子弹的威力这么大吗？你想知道它的原理吗？学习了本节知识后你就会明白了。
方式二【情景导入】师：为了打破核垄断，抵制核讹诈，我国科技工作者自力更生、发奋图强，从1961年起自己进行核武器的研制，在党中央的亲切关怀下，全国一盘棋，用了短短4年时间就完成了研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一颗原子弹。
多媒体播放视频：我国第一颗原子弹爆炸的实况。
多媒体播放视频：我国第一颗氢弹试爆实况。
师：这是我国第一颗原子弹爆炸的实况，其威力超过了第二次世界大战期间美国在日本广岛上空爆炸的原子弹。
紧接着于1967年6月17日我国又成功地爆炸了第一颗氢弹，完成了其他国家要十几年或几十年才能完成的工作。
过渡语：我们都知道原子弹和氢弹都属于核武器，它们威力巨大，它们是怎样利用核能的呢？学习本节知识后我们就可以解答这些问题。
1.核能及其利用（1）核裂变：重原子核分裂成较轻的原子核，叫做裂变。
用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是链式反应，如图22-2-1所示。
2）核聚变：轻原子核结合成较重的原子核，叫做聚变。
（3）核能：原子核发生裂变和聚变都会释放巨大的能量，这就是核能。
（4）核反应堆能够控制链式反应的速度，使其缓慢、平稳地释放核能。
利用核反应堆工作时释放的能量使水汽化，推动蒸汽轮机发电，这就是核电站发电原理。
核电站是和平利用核能的典范。
对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会释放出巨大的核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的。
（5）聚变反应要求一开始就要有很高的温度，因此聚变反应又叫热核反应。
九年级物理全册 第22章 第2节《核能》教学设计 (新版)新人教版
教
学
反
思
九年级物理全册 第22章 第2节《核能》教学设计 （新版）新人教版
学生回忆本节课的内容
体会微观世界的奥 妙，激发学生对物理学习的兴趣，加深对物质构成的认识。
初步了解核聚变和核裂变
阅读并交流：知道核能的和平利用能够促进人类进步，用于战争会给人类带来灾难。
课
堂
练
习
一、课内练习
1、关于原子结构，下列说法正确的是（ ）
A、原子由原子核和核外电子组成
B、原子由带正电的质子和不带电的中子组成
二、核能
设疑：核武器的威力有多大？它释放的巨大的能量是从哪里来的？核电站是怎样利用核燃料发电的？（由能量守恒定律分析）
学生思考、了解此故事的情节，体会原子弹的威力。
激发学生热爱祖国、热爱自然、探索科学的美好情操
学生回答：风能、水能、潮汐能、核能等
学生回忆前面学过的知识，说说自己了解的内容
从故事引入，激发学生学习物理的兴趣。加深学生对原子弹威力的了解
A、核电站所使用的核燃料是煤和石油
B、核电站的核反应堆中发生的是可以控制的核裂变
C、核电站发电的能量转化过程中：核能 内能 电能 机械能
D、核电站产生的核废料可以当做生活垃圾来处理
4、以下属于链式反应的是（ ）
A、氢弹爆炸 B、太阳内部发生的核反应
C、原子弹爆炸 D、连续发生的强烈化学反应
二 课外练习
教学难点
裂变、聚变的概念
教学用具
多媒体 火柴
教 学 过 程 设 计
教学内容及教师活动
学生活动
设 计 意 图
情境引入
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人教版《核能》教学设计(附设计理念和教学反思)
【设计理念】
学生已知道原子核是由质子和中子组成的。
教材借助学生已有的知识，采用通俗描述的方法给出核能的概念。
原子核内部储藏了巨大的能量，这个能就是核能。
通过列数据，举例子，对比等手法，介绍获得核能的两条途径──裂变和聚变。
通过演示让学生理解核裂变的原理，再通过录像了解核聚变的知识。
最后，组织学生阅读“STS核电站和核废料处理”。
本节教学应以讲授为主。
由于核能、裂变、聚变、链式反应等概念均涉及到核反应知识，而学生头脑里，这部分知识是一个空白。
因此，讲授过程中要贯彻通俗性原则，不宜过深，尽可能采取恰当的比喻来帮助学生理解这些知识。
【教学目标】
1．知识与技能
通过实例了解核能。
知道核力，核能，裂变，聚变，核污染。
2．情感、态度与价值观
初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响。
了解核能的优点和可能带来的问题。
了解核能的优点和可能带来的问题。
对“能简单描述核能和我们生活的关系”的要求：能通过收集信息、阅读资料、相互交流，判断核能和我们生活的有关说法是否正确。
【教学过程】
教学环
节
教师活动学生活动教学反思
创设情景引入新课1．你知道广岛吗？1945年8月6
日，美国向日本广岛投下第一颗原
子弹，该城大部分被摧毁。
据日本
有关部门统计，迄今为止，因广岛
原子弹轰炸而死去的人已达22万
多。
出示原子弹爆炸后浓烟笼罩广
岛上空的图片。
你知道为什么原子
弹的威力这么大吗？你想知道它
的原理吗？学习了本节知识后你
就会明白了!
2．你知道我们国家第一颗原子
弹是在什么时间、什么地点爆炸成
思考问题，并讨论回
答。
为了打破核垄断，抵制核讹诈，
我国科技工作者自力更生、发奋
这是我国第一颗原子弹试爆的
就出示挂图，
在原子核发生变化时放出的能量。
实验探究1．原子、原子核和核能
一切物质是由分子组成的，分子又由原子组成，而原子由质子、学生阅读分析讨论。
1 g镭裂变释放的能
解决问题中子、电子三种粒子组成。
质子带
正电荷，电子带负电荷，中子不带
电。
质子和中子的质量比电子大得
多，处于原子中心，构成非常小的
原子核。
质子和中子依靠强大的核力紧
密地结合在一起，因此原子核十分
牢固，要使它们分裂或重新组合是
极其困难的。
但是，一旦使原子
核分裂或聚合，就可以释放出惊人
的能量，这就是我们说的核能，又
称原子能。
2．裂变和聚变
1939年，科学家首次用中子轰
击较大的原子核，使它变成两个中
等大小的原子核，同时释放出巨大
的能量，称为原子核的裂变。
为了
让裂变继续下去，科学家用中子轰
击铀235原子核，铀核裂变释放出
核能，同时还产生几个新的中子，
这些中子又会轰击其他铀核……
于是就导致一系列铀核持续裂
变，并释放出大量核能，这就是链
式反应。
如课本图19．2-4为链式
反应示意图。
裂变知识学生很难理解。
这里建议
用浓硫酸与水结合释放热量的例
子来比喻，可能会收到较好的效
果。
3．链式反应
加以控制的链式反应，能够使核
能和平利用。
例如：课本图为核电
站的核反应堆中发生的链式反应，
就是可加控制的链式反应。
链式反应如果不加以控制，大量
原子核就会在一瞬间发生裂变释
量，比1 g木柴燃烧
时放出的热量大60
多万倍。
所以科学家
们一直在研究怎样
实现核的分裂和核
的聚合，来获取巨大
的能量。
学生阅读材料分
析总结：一个铀235
裂变时可以放出约
200 MeV的能量（1
MeV= 1．60×10-19J）。
我国物理学家钱三
强与何泽慧发现铀
原子核被中子击碎
时，还会分裂成三个
甚至四个碎片，称为
三分裂或四分裂现
象。
分析类比总结。
动手实验
将火柴搭成如课
本图19．2-3所示的
结构，点燃第一根火
柴后，观察所发生的
这个演示的目的
是让学生理解核
裂变的原理。
演
示时，要想办法
使火柴充分燃烧
而不熄灭。
也可
以让学生自己去
做，但要注意防
火。
培养学生的自学
放出极大的能量。
例如：原子弹爆炸（课本图）时发生的链式反应是不加以控制的。
我们应该控制链式反应，把核能应用于和平建设事业。
4．热核反应
除了裂变外，如果将质量很小的原子核，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），在超高温下结合成氦核，会释放出更大的核能，这就是聚变，有时也把聚变称为热核反应。
大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出惊人的能量。
氢弹就是利用此原理制成的。
情况。
注意：小心烫
伤，小心火灾!
阅读分析：
中国核电建设已
有20年的历史，截
至目前中国共有核
电站8座，共有15
台机组，其中已建成
运行的9台，正在建
造的2台，已报送国
务院并得到批准近
期将开工的4台。
秦
山核电站是中国第
一座自行设计、建
造、营运的原子堆核
电站，位于中国浙江
省海盐县秦山山麓
北侧，杭州湾之
畔。
能力。
如何实现聚
变，如何利用聚
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
的、可以实现聚
变的氘核。
科学
家预言，通过可
控制聚变来利用
核能，有望彻底
解决人类能源问
题。
愿同学们今
后对此作出贡
献。
巩固练习重核的裂变--链式反应（原子弹，
核反应堆）
核能的释放
轻核的聚变（氢弹，"中国环流
器1号"）学生练习，及时反馈信息。
课后作业1．阅读课本：知道什么是核能，
了解释放核能的两条途径。
2．通过阅读“STS 核电站和核
废料处理”让学生了解科技给人
类带来便利的同时，也会给人类带
来灾难。
观察、思考，动手动
脑完成作业。
【教学反思】
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。
同学们将来也许能参与其中，成为我国和平利用聚变释放核能的有功人员，为开发我国的新能源作出重大的贡献，我们期待着这一天。
通过教学发现课堂时间比较紧张。
在有限的课堂时间内要想充分发挥学生对探究问题的自主性、体现学生学习的主体性，则时间的矛盾总是存在的，把握不好就会使一个问题的讨论面太大，时间拖得太长，还会远离研究主题，浪费时间等等。
所以在组织教学过程中，必须使每个环节十分严密，力争排除一些客观干扰因素，也就是要把握好引导的“度”，对于如何更好地激发学生的探究欲望和兴趣，培养发散性、创造性思维等方面的问题也值得再讨论。