第十八章能源與可持續(xù)發(fā)展二、核能初中物理蘇科版九年級下冊學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解核能、裂變、聚變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的有關(guān)知識。2.了解核電站的常識，知道核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來的問題。3.了解核能和平利用的進(jìn)展，了解核能的優(yōu)點(diǎn)和核能開發(fā)可能帶來的問題。新課學(xué)習(xí)

原子結(jié)構(gòu)

以水分子為例：它由一個(gè)氧原子和兩個(gè)氫原子組成。新課學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)原子由原子核和核外電子組成。（1）氫原子由原子核和一個(gè)核外電子組成。原子核有一個(gè)質(zhì)子，質(zhì)子帶正電荷，核外電子帶負(fù)電荷。二者電荷量相同。H新課學(xué)習(xí)（2）氧原子由原子核和八個(gè)核外電子組成。原子核有八個(gè)質(zhì)子和八個(gè)中子，由于中子不帶電，所以正負(fù)電荷量仍然相同。原子結(jié)構(gòu)O新課學(xué)習(xí)核能

質(zhì)子和中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起。要使它們分裂或結(jié)合都是極其困難的。

質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合時(shí)，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能。新課學(xué)習(xí)裂變

1938年，科學(xué)家用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核，使其發(fā)生了裂變。

1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過2000t煤完全燃燒時(shí)釋放的能量。1．發(fā)生裂變的條件

用中子轟擊鈾核，鈾核才能發(fā)生裂變，放出能量。

外界中子停止轟擊，裂變也就停止了。怎樣才能讓裂變繼續(xù)下去呢？新課學(xué)習(xí)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

將火柴搭成左下圖所示結(jié)構(gòu)，點(diǎn)燃第一根火柴后，會發(fā)生什么？

用中子轟擊鈾235原子核，鈾核在分裂時(shí)，會釋放出核能，同時(shí)還會產(chǎn)生幾個(gè)新的中子，這些中子會繼續(xù)轟擊其他鈾核。于是就導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量核能，這就是裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。新課學(xué)習(xí)核電站利用核能發(fā)電

核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是原子核發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的場所。

1942年，人類利用核反應(yīng)堆第一次實(shí)現(xiàn)了可控制的鈾核裂變。

目前，全世界已經(jīng)建成了幾百座核電站，核電發(fā)電量接近全球發(fā)電量的1/5。新課學(xué)習(xí)核能的應(yīng)用

鏈?zhǔn)椒磻?yīng)如果不加以控制，大量原子核就在一瞬間發(fā)生裂變。釋放出極大的能量。

在人類實(shí)現(xiàn)可控核裂變大約三年后，即1945年，利用不加控制的核裂變制造的毀滅性武器——原子彈爆炸了。新課學(xué)習(xí)聚變

將質(zhì)量較小的原子核結(jié)合起來，也會釋放出巨大的核能。氘氚聚變氦核能量中子

氘核與氚核在超高溫下結(jié)合形成氦核和一個(gè)中子，能釋放大量核能。這一過程就是聚變。新課學(xué)習(xí)核能

氘核和氚核都屬于氫核的一種。大量氫核的聚變，可以在瞬間釋放驚人的能量。氫彈利用的就是聚變瞬間釋放的能量。

可控聚變尚未實(shí)

現(xiàn)，海水中蘊(yùn)藏著豐

富的氘核，科學(xué)家預(yù)

言，通過可控聚變來

利用核能，將有望徹

底解決人類能源問題。新課學(xué)習(xí)核能的應(yīng)用核聚變：將某些質(zhì)量很小的原子核，在超高溫下結(jié)合成新的原子核，會釋放出更大的核能。聚變產(chǎn)生的條件：第一，有質(zhì)量很小的原子核；第二，有超高溫的環(huán)境。新課學(xué)習(xí)核聚變核電站利用原子核裂變時(shí)產(chǎn)生的大量熱量，使水變成蒸汽，推動汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，再帶動發(fā)電機(jī)發(fā)；電核變過程中除了放出大量熱量外，同時(shí)也會放出許多肉眼無法看見、能量很高的射線。隨堂小練

例1：關(guān)于核能下列說法正確的是（）A．物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，原子中有原子核，所以利用任何物質(zhì)都能得到核能B．到目前為止，人類獲得核能有兩種途徑，即重核裂變和輕核聚變C．原子彈和氫彈都是利用原子核裂變和聚變的原理制成的D．自然界只有在人為的條件下才會發(fā)生裂變解析：雖然各種物質(zhì)的原子里都有原子核，但在通常情況下并不能釋放能量只有當(dāng)原子核發(fā)生改變--裂變和聚變時(shí)才伴隨巨大的能量變化，故A不正確；到目前為止，人類獲得核能有兩種途徑，即重核裂變和輕核聚變，故B正確；原子彈是利用核裂變原理，氫彈是核聚變，故C不正確；人只是控制了核反應(yīng)速度，不是只有人為的條件下才能發(fā)生核裂變，故D不正確。B隨堂小練例2：

2011年3月11日，日本發(fā)生強(qiáng)烈地震，造成福島核電站核泄露事故。核電站是利用原子核發(fā)生_______（選填“聚變”或“裂變”）釋放出的核能來發(fā)電；核能是____________（選填“可再生”或“不可再生”）的能源；原子核由質(zhì)子和_______組成。解析：（1）