2019-2020学年九年级物理下册 11.4 核能课件 （新版）教科版

11.4核能1课堂导入复习我们已经知道物体是由分子组成，分子又是由原子组成。以水分子为例：那么，原子又是由什么组成的呢？由水分子组成H2O分子由一个氧原子和两个氢原子组成2课堂活动一、原子核核能卢瑟福的α粒子散射实验打开了人们认识原子世界的视野，1932年，物理学家发现，原子是由原子核和核外电子构成的。1.原子核内部结构原子核质子中子电子2.核力中子质子原子核内的各个质子和中子是通过一种叫作“核力”的作用力使它们能紧紧地结合在一起。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。大部分元素的原子核是牢固而稳定的，而有些原子核会按照一定的规律发出射线,变成新的原子核。这就是放射性。3.元素的放射性(2)大剂量放射线对人畜会造成很大的伤害；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(1)放射性元素发出三种射线：α、β、γ。4.核能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时，可能释放出惊人的能量，这就是核能。(1)核能：在原子核发生变化时放出的能量.(2)获得核能有两种途径：重核裂变和轻核聚变.裂变聚变二、核裂变能及其利用1.裂变：重原子核分裂成较轻的原子核，叫裂变。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，又可以轰击其他铀核，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。这种现象叫作链式反应。链式反应示意图铀核裂变2.链式反应3.原子弹链式反应如果不加控制,大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。1945年，美国在日本的广岛、长崎各投下一颗原子弹，最后迫使日本投降．广岛原子弹爆炸“小男孩”原子弹爆炸后的广岛4.核电站(1)核反应堆：是一种能够控制链式反应的装置。(2)核电站：利用核反应堆工作时释放的能量,使水汽化,推动蒸汽机带动发电机发电.核电站示意图核电站能流图：核能→内能→机械能→电能(3)核电站的优点：①核电站消耗的燃料很少，可以大大减少燃料的运输量。②核电站没有煤燃烧放出的大量硫化物、碳氧化物、烟尘等，不会对大气造成污染。(4)核电站的缺点：①核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。②核电站发电时，能量转化的环节多，核能发电厂热效率较低，排放更多废热到环境中，故核能电厂的热污染较严重。③核能电厂投资成本太大。讨论交流核泄漏2011年3月11日，日本以东海域发生了里氏9.0级地震。强震引发剧烈的海啸，对日本沿海地区造成了灾难性的冲击。其中，位于福岛县沿海的福岛第一核电站反应堆遭到破坏，这一突发事件使附近区域居民甚至周边邻国陷入一片恐慌之中。大家的担心是什么？这样的事故能够避免吗？请了解相关事件背景，与同学讨论核能安全利用的条件。这是因为用于核反应的燃料，是具有强烈放射性的物质，放射性物质的泄露，能够发出射线，导致产生放射性污染。如果没有足够的保护措施，这些射线会对人体健康造成严重伤害。5.核辐射的防护措施：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。距离防护：远距离操作，任何辐射源不能直接用手操作。屏蔽防护：根据辐射源的类型、射线能量、活度设置屏蔽体。人体受放射性危害，轻者头晕、疲乏、脱发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少；而大剂量照射，还会引起白血病及骨、肺、甲状腺癌变甚至死亡，放射性还能引起基因突变和染色体畸变。放射性污染1.聚变:轻原子核结合成较重的原子核,释放核能,这种核反应叫聚变.2.聚变又叫热核反应三、核聚变例如：氘核与氚核在超高温下结合形成氦核，原子核带有正电,两个较轻的核在靠近过程中,彼此排斥,难以接近,所以把它们加热到足够高的温度,使这些粒子的无规则运动极其剧烈,从而发生聚变.因此聚变也常称为热核反应。氢核聚变3.自然界中的热核反应聚变释放的核能,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.太阳内部发生的聚变反应，每秒钟把7x108t的氢变为氦.太阳内部的温度高达1000万摄氏度以上，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。4.氢弹氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。质量相同的核燃料，聚变反应释放的核能比裂变反应要多得多。目前人类还未实现可控核聚变，还不能和平的利用核聚变。可控核聚变的研究已在实验室取得重大进展。5.可控核聚变中国核聚变实验装置核裂变和核聚变的区别比较裂变聚变定义条件释放核能的大小是否可控应用较大原子核分裂为较小原子核的过程质量小的原子核结合成较大原子核的过程中子轰击较大原子核超高温巨大更加巨大裂变的链式反应可控聚变目前不可控原子弹、核电站氢弹、太阳内部爆炸3课堂小结本堂重点：知道可控链式反应，区分裂变与聚变。本堂难点：了解链式反应及发生的条件。典例分析4考点一：核裂变及其应用【典型例题1】C（2019成都）关于原子核和核能，下列说法正确的是（）A.原子核是由电子、质子和中子组成B.核能的使用不会对人类产生危害C.现有核电站利用核裂变释放的能量来发电D.氢弹爆炸时的链式反应是可控的【迁移训练1】B（2019黄石）能源科技的发展促进了人类文明的进步，下列有关能源的说法错误的是（）A．目前的核电站是靠原子核的裂变进行B．能量转化是守恒的，所以能源是取之不尽用之不竭的C．风力发电机将风能转化为电能D．水能、太阳能都是可再生能源考点二：核聚变及其应用【典型例题2】（2019内江）关于核聚变，下列说法正确的是（）A．原子核必须在超高温下才能发生聚变B．任何两个原子核都可以发生聚变C．原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变D．目前人类已经建成核电站，利用核聚变发电A【迁移训练2】（2019德州）氢弹是利用氢核的（选填“裂变”或“聚变”）在瞬间释放的能量，核能是（选填“可再生”或“不可再生”）能源。不可再生聚变1课堂导入复习我们已经知道物体是由分子组成，分子又是由原子组成。以水分子为例：那么，原子又是由什么组成的呢？由水分子组成H2O分子由一个氧原子和两个氢原子组成2课堂活动一、原子核核能卢瑟福的α粒子散射实验打开了人们认识原子世界的视野，1932年，物理学家发现，原子是由原子核和核外电子构成的。1.原子核内部结构原子核质子中子电子2.核力中子质子原子核内的各个质子和中子是通过一种叫作“核力”的作用力使它们能紧紧地结合在一起。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。大部分元素的原子核是牢固而稳定的，而有些原子核会按照一定的规律发出射线,变成新的原子核。这就是放射性。3.元素的放射性(2)大剂量放射线对人畜会造成很大的伤害；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(1)放射性元素发出三种射线：α、β、γ。4.核能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时，可能释放出惊人的能量，这就是核能。(1)核能：在原子核发生变化时放出的能量.(2)获得核能有两种途径：重核裂变和轻核聚变.裂变聚变二、核裂变能及其利用1.裂变：重原子核分裂成较轻的原子核，叫裂变。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，又可以轰击其他铀核，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。这种现象叫作链式反应。链式反应示意图铀核裂变2.链式反应3.原子弹链式反应如果不加控制,大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。1945年，美国在日本的广岛、长崎各投下一颗原子弹，最后迫使日本投降．广岛原子弹爆炸“小男孩”原子弹爆炸后的广岛4.核电站(1)核反应堆：是一种能够控制链式反应的装置。(2)核电站：利用核反应堆工作时释放的能量,使水汽化,推动蒸汽机带动发电机发电.核电站示意图核电站能流图：核能→内能→机械能→电能(3)核电站的优点：①核电站消耗的燃料很少，可以大大减少燃料的运输量。②核电站没有煤燃烧放出的大量硫化物、碳氧化物、烟尘等，不会对大气造成污染。(4)核电站的缺点：①核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。②核电站发电时，能量转化的环节多，核能发电厂热效率较低，排放更多废热到环境中，故核能电厂的热污染较严重。③核能电厂投资成本太大。讨论交流核泄漏2011年3月11日，日本以东海域发生了里氏9.0级地震。强震引发剧烈的海啸，对日本沿海地区造成了灾难性的冲击。其中，位于福岛县沿海的福岛第一核电站反应堆遭到破坏，这一突发事件使附近区域居民甚至周边邻国陷入一片恐慌之中。大家的担心是什么？这样的事故能够避免吗？请了解相关事件背景，与同学讨论核能安全利用的条件。这是因为用于核反应的燃料，是具有强烈放射性的物质，放射性物质的泄露，能够发出射线，导致产生放射性污染。如果没有足够的保护措施，这些射线会对人体健康造成严重伤害。5.核辐射的防护措施：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。距离防护：远距离操作，任何辐射源不能直接用手操作。屏蔽防护：根据辐射源的类型、射线能量、活度设置屏蔽体。人体受放射性危害，轻者头晕、疲乏、脱发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少；而大剂量照射，还会引起白血病及骨、肺、甲状腺癌变甚至死亡，放射性还能引起基因突变和染色体畸变。放射性污染1.聚变:轻原子核结合成较重的原子核,释放核能,这种核反应叫聚变.2.聚变又叫热核反应三、核聚变例如：氘核与氚核在超高温下结合形成氦核，原子核带有正电,两个较轻的核在靠近过程中,彼此排斥,难以接近,所以把它们加热到足够高的温度,使这些粒子的无规则运动极其剧烈,从而发生聚变.因此聚变也常称为热核反应。氢核聚变3.自然界中的热核反应聚变释放的核能,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.太阳内部发生的聚变反应，每秒钟把7x108t的氢变为氦.太阳内部的温度高达1000万摄氏度以上，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。4.氢弹氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。质量相同的核燃料，聚变反应释放的核能比裂变反应要多得多。目前人类还未实现可控核聚变，还不能和平的利用核聚变。可控核聚变的研究已在实验室取得重大进展。5.可控核聚变中国核聚变实验装置核裂变和核聚变的区别比较裂变聚变定义条件释放核能的大小是否可控应用较大原子核分裂为较小原子核的过程质量小的原子核结合成较大原子核的过程中子轰击较大原子核超高温巨大更加巨大裂变的链式反应可控聚变目前不可控原子弹、核电站氢弹、太阳内部爆炸3课堂小结本堂重点：知道可控链式反应，区分裂变与聚变。本堂难点：了解链式反应及发生的条件。典例分析4考点一：核裂变及其应用【典型例题1】C（2019成都）关于原子核和核能，下列说法正确的是（）A.原子核是由电子、质子和中子组成B.核能的使用不会对人类产生危害C.现有核电站利用核裂变释放的能量来发电D.氢弹爆炸时的链式反应是可控的【迁移训练1】B（2019黄石）能源科技的发展促进了人类文明的进步，下列有关能源的说法错误的是（）A．目前的核电站是靠原子核的裂变进行B．能量转化是守恒的，所以能源是取之不尽用之不竭的C．风力发电机将风能转化为电能D．水能、太阳能都是可再生能源考点二：核聚变及其应用【典型例题2】（2019内江）关于核聚变，下列说法正确的是（）A．原子核必须在超高温下才能发生聚变B．任何两个原子核都可以发生聚变C．原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变D．目前人类已经建成核电站，利用核聚变发电A【迁移训练2】（2019德州）氢弹是利用氢核的（选填“裂变”或“聚变”）在瞬间释放的能量，核能是（选填“可再生”或“不可再生”）能源。不可再生聚变