第3章

能量的轉化與守恒第7節

核能學習目標1.說出核能的概念及其應用。2.知道原子核的裂變和聚變是獲得核能的兩種方式。3.了解核電站的工作過程，知道核能的優點和可能帶來的問題。4.了解放射線及其應用。5.初步建立利用核能的意識，初步建立能源可持續發展的觀念。知識點1

核能1.核能概念原子核是可以轉變的。原子核在轉變過程中所釋放出的能量，稱為核能獲得途徑原子核的裂變和原子核的聚變2.核裂變含義裂變是質量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核，并釋放出巨大能量的現象舉例鏈式反應每個鈾核裂變時會產生幾個中子，這些中子又會繼續轟擊其他鈾核，使其他鈾核裂變并產生更多的中子，這樣就會導致一系列鈾核持續裂變，產生鏈式反應，如圖所示應用（1）快速的裂變反應可以引起猛烈的爆炸，原子彈就是利用快速裂變制成的，我們還可以控制鏈式反應的速度，把核能用于和平建設事業，“核反應堆”就是控制裂變反應的裝置。（2）原子彈、核電站都是根據核裂變的原理制成的。原子彈屬于不加控制的鏈式反應；核電站屬于可控制的鏈式反應3.核聚變含義2個質量較小的原子核結合成質量較大的新原子核，同時釋放出能量的現象。由于核聚變需要極高的溫度，所以核聚變也叫熱核反應圖示氘核（核內有1個質子和1個中子）和氚核（核內有1個質子和2個中子）在超高溫下聚合成新的原子核——氦核，并釋放出1個中子，同時釋放巨大的能量_______________________________________________________________釋放能量情況質量相同的核燃料，核聚變反應釋放的核能比核裂變反應釋放的核能要多得多應用氫彈是根據核聚變的原理制造的，它的威力比原子彈大得多。太陽的內部在不停地發生這種核聚變，從而向外釋放出巨大的能量裂變與聚變的比較

比較裂變聚變定義較大原子核分裂為較小原子核的過程質量較小的原子核結合成較大原子核的過程條件用中子轟擊較大原子核超高溫釋放核能大小巨大更加巨大是否可以控制可利用核反應堆控制鏈式反應的速度目前，核聚變反應速度還不能人為控制應用原子彈、核電站氫彈典例1

下列關于核能的說法正確的是(

)CA.核能和煤、石油一樣都是常規能源，而不是新能源B.核能是可再生能源C.原子核發生裂變和聚變都會釋放出巨大的能量D.氫彈爆炸就是核裂變發生鏈式反應的結果知識點2

核能的和平利用——核電站

難點利用核能發電的電站叫核電站。利用核能發電是人們和平利用核能的一個重要方向。1.核電站核反應堆可控制地進行核反應的裝置，稱為核反應堆。核反應堆是核電站的核心部分，它以軸為核燃料核電站的原理利用核反應堆提供的能量，使水變成蒸汽，再利用高溫高壓的蒸汽推動汽輪發電機發電工作過程

__________________________________________________________________①第一回路中的水被泵壓入反應堆，在那里加熱，然后進入熱交換器，把熱量傳給第二回路的水以后，又被泵壓回到反應堆里。②在熱交換器內，第二回路的水經加熱變成高溫高壓蒸汽，送入汽輪機驅動汽輪機做功后溫度和壓強都降低，進入冷凝器，最后又由水泵把它壓回熱交換器。高速旋轉的汽輪機帶動發電機發電核電站的能量轉化

核電站的特點①消耗燃料少，產生的能量巨大，可以大大減少燃料的運輸量；②特別適用于缺少化石能源和水力資源的地區；③建設成本較高，技術含量高，但原料成本相對偏低；④核電站需防止放射性物質泄漏，以免造成放射性污染，因此必須采用可靠的保護措施，同時要處理好廢渣2.核能的和平利用人們雖然能夠控制裂變反應的速度，但還沒有找到實用的控制核聚變反應的方式，直到現在人類還不能和平利用核聚變的能量。科學家一直致力于探索核聚變的控制途徑。受控的核聚變能夠為人類提供幾乎取之不盡的理想潔凈的能量，人類一旦能夠穩定地獲取核聚變能，將不再有“能源危機”。典例2

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2021年1月，使用中國自主研發核電技術的“華龍一號”核電機組正式投入運行。核反應堆內發生核反應后產生大量的熱，使第一回路中的水成為高溫高壓水后進入蒸汽發生器，在其中將第二回路中的水加熱成為高溫高壓水蒸氣，驅動汽輪機運轉，汽輪機帶動發電機發電。下列說法不正確的是(

)CA.核反應堆是利用核裂變產生核能的B.蒸汽發生器內通過熱傳遞改變水的內能C.汽輪機工作時將機械能轉化為內能D.發電機的工作原理是電磁感應[解析]

汽輪機是熱機，使用時將內能轉化為機械能，故C錯誤。知識點3

放射性1.放射性：早在100多年前，科學家貝克勒爾、居里夫人等發現鈾、釷、鐳等元素能夠自發地放出穿透能力很強的射線。居里夫人把元素具有的這種輻射能力叫放射性。2.三種主要的放射線射線組成穿透本領帶正電的高速運動的氦原子核流穿透能力不強，在空氣中只能前進幾厘米帶負電的高速運動的電子流穿透能力較強，能穿透幾毫米厚的鋁板能量很高的電磁波，不帶電（中性）穿透能力極強，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土3.放射性的利與弊利工業農業利用放射線照射種子，使其發生變異，培育新的優良品種；利用放射線可以殺菌醫療弊過量的高能量的放射線照射對人體和動物的組織有破壞作用典例3

以下對于放射線的說法正確的是(

)B

題型

核能的利用角度1

裂變和聚變

★★典例4

（2022·臨海期末）臺州已成為發電大市，有多種發電方式。如圖甲所示為三門核電站發電流程圖，目前核電站主要利用________（選填“核聚變”或“核裂變”）獲得核能。如圖乙所示為溫嶺江廈潮汐發電的原理圖，從能量轉化角度來說，就是利用海水的______能，通過水輪發電機轉化為電能。核裂變機械角度2

能量轉化過程

★★典例5

（2023·湖州模擬）目前，在我國能源結構中，核能在構建清潔低碳能源體系中起到