第3章能量的轉(zhuǎn)化與守恒7核能1學(xué)習(xí)目標(biāo)2課時導(dǎo)入3感悟新知4隨堂檢測5課堂小結(jié)裂變和聚變核能的和平利用——核電站放射性那么，核能是怎樣產(chǎn)生的？人類是如何有效地控制和利用核能的？人類利用最多的能源——太陽能，從太陽射向地球的電磁能就是由太陽內(nèi)部進行著的核聚變反應(yīng)而產(chǎn)生的。知識點裂變和聚變1原子是由原子核和核外電子組成，原子核是由質(zhì)子和中子組成，原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核上。原子核是可以轉(zhuǎn)變的。1.原子的組成2.核能(1)原子核在轉(zhuǎn)變過程中所釋放出的能量，稱為核能。(2)核能是從原子核內(nèi)部釋放出來的，它比物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中所釋放出的化學(xué)能要大得多。1克鈾核全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡春撕弯^核時釋放出的核能，超過了

2000噸煤完全燃燒時釋放出的化學(xué)能。長崎原子彈爆炸時的情景1945年8月6日和8月9日，美國將兩顆原子彈分別投到了日本廣島市和長崎市，使兩座城市在瞬間化為廢墟。在原子彈爆炸區(qū)1.6公里內(nèi)的所有生物全都蕩然無存，發(fā)射場周圍800米的沙粒被融化成玻璃體，綠色透明似翡翠。廣島市和長崎市15.4萬人當(dāng)場喪生，5年后因原子彈死亡人數(shù)達到38.7萬人；該地區(qū)核爆炸的幸存者也不同程度受到放射性污染，患了各種怪異的后遺癥，在隨后幾年中，又有大批人痛苦地死去。3.獲得核能的兩條途徑原子核的裂變和原子核的聚變是獲得核能的兩條途徑。4.原子核的裂變和聚變(1)原子核的裂變①定義：核裂變是質(zhì)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(xiàn)象。鈾核氪核鋇核例如：用中子轟擊鈾235時，分裂成2個新原子核鋇核和氪核用中子轟擊鈾核，使鈾核發(fā)生裂變，放出能量，鈾核分裂時，還同時放出2～3個中子，又可以轟擊其它鈾核，使它們也發(fā)生裂變，從而引起更多的鈾核發(fā)生裂變，于是導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量核能。這種現(xiàn)象叫做鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。②鏈?zhǔn)椒磻?yīng)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)示意圖，中子就像“點燃”核燃料的火柴視頻：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)原子彈爆炸視頻原子彈——根據(jù)核裂變的原理制成。屬于不可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的結(jié)果！一個中子(伴隨能量釋放)聚變反應(yīng)示意圖氚核氘核氦核例如，氘核和氚核在超高溫下聚合成氦核，并向外放出能量。(2)原子核的核聚變①定義：2個質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新原子核，同時釋放出能量的現(xiàn)象。

②核聚變需要極高的溫度，所以也叫做熱核反應(yīng)。氫彈爆炸時的情景在消耗質(zhì)量相同的核材料時，核聚變比核裂變釋放出更多的核能。氫彈就是根據(jù)核聚變的原理制造的，它的威力比原子彈大得多。特別提醒！(1)核聚變熱核反應(yīng)一旦發(fā)生，就不再需要外界給它能量，依靠自身產(chǎn)生的熱就會使核反應(yīng)繼續(xù)下去。(2)熱核反應(yīng)需要的溫度很高一般要1×106℃以上溫度越高，熱核反應(yīng)也進行的越快。1.核反應(yīng)堆如果使原子核的裂變和聚變在可控制的條件下緩慢進行，釋放的核能就可有效地利用?？煽刂频剡M行核反應(yīng)的裝置稱為核反應(yīng)堆。反應(yīng)堆發(fā)電機汽輪機知識點核能的和平利用——核電站2核電站2.核電站核電站就是利用核反應(yīng)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(fā)電機發(fā)電的。核電站我國第一座自行設(shè)計建造的核電站：秦山核電站思考：在核電站工作過程中，能是如何轉(zhuǎn)化的？核能→內(nèi)能→機械能→電能3.太陽能太陽內(nèi)部的溫度高達攝氏1千萬度以上，在那里就進行著大規(guī)模的聚變反應(yīng).太陽輻射出的光和熱，正是由聚變反應(yīng)釋放的核能轉(zhuǎn)化而來的。這些能量再從太陽核心向外擴散到太陽表面，然后，大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射出去，其中有一部分到達地球表面,可以說，地球上的人類每天都享用著聚變釋放出的能量。太陽能目前，人類還沒有找到實用的控制核聚變反應(yīng)的方法。受控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(wěn)定地獲取核聚變能，將不再有“能源危機”。3.8×1023

kW太陽輻射能到達地面的太陽能1.7×1014

kW科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境核電站的安全性核電引起的安全問題主要在兩個方面：一是核反應(yīng)萬一失控，會損壞設(shè)備，引起放射性物質(zhì)泄漏；二是放射性廢料處理不當(dāng)，會導(dǎo)致環(huán)境污染。每一次核泄漏事故對全球的核電發(fā)展是一把雙刃劍，都會讓核電發(fā)展吸取經(jīng)驗，升級防范措施。隨著科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，人們將會制造出更安全的核反應(yīng)堆，也期待著受控核聚變技術(shù)早日走向成熟。1.放射性早在100多年前，科學(xué)家貝可勒爾、居里夫婦等發(fā)現(xiàn)鈾、釷、鐳等元素能夠自發(fā)地放出穿透能力很強的射線。(1)居里夫人把元素具有的這種輻射能力叫做放射性。(2)放射性物質(zhì)既有天然放射性物質(zhì)，也有人工放射性物質(zhì)。(3)原子核的裂變也會產(chǎn)生一些放射性物質(zhì)。知識點放射性3放射性物質(zhì)的標(biāo)志大劑量放射線對人畜會造成很大的傷害；但是，如果用較小的劑量，并謹(jǐn)慎地加以控制，射線也可以為人類做許多事。2.放射性物質(zhì)放出的射線科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，各種放射性元素放出的射線中包括α、β和γ三種射線。(1)α射線是帶正電的高速運動的氦原子核流。(2)β射線是帶負(fù)電的高速運動的電子流。(3)γ射線是能量很高的電磁波。3.三種射線穿透物質(zhì)的能力(1)α射線穿透能力最弱，在空氣中只能前進幾厘米。(2)β射線穿透能力較強，能穿透幾厘米厚的鋁板。(3)γ射線穿透能力最強，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土。4.放射性現(xiàn)象的應(yīng)用(1)工業(yè)上利用放射線來測量物體厚度。(2)農(nóng)業(yè)上利用放射線照射種子，使種子發(fā)生變異，培育新的優(yōu)良品種；利用放射線還可以殺菌。(3)醫(yī)療上利用γ射線治療癌癥，因為人體組織對射線的耐受能力是不同的，細胞分裂越快的組織，它對射線的耐受能力就越弱。放射療法5.放射線的益與害(1)地球上的每個角落都有不斷的來自宇宙的射線，這些輻射都在安全劑量范圍之內(nèi)，對我們?nèi)梭w沒有傷害。較小的量并加以控制則可以為人類服務(wù)。(2)過量的輻射對人體和動物的組織都有破壞作用。因此，在使用放射性物質(zhì)時，必須注意安全，也要防止放射性物質(zhì)對空氣、水、生活用品等的污染。建造核電站通常要修建很厚的水泥防護層?？茖W(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境(1)人體日常接受的放射線中，有約82%來自于本底輻射。(2)生活環(huán)境、生活方式所帶來的放射。放射線的來源本底輻射82%人工合成放射18%宇宙射線8%內(nèi)在的(體內(nèi))11%巖石與土壤8%其他<1%放射性的來源1.一個鈾--235原子核在中子的轟擊下，分裂成氪核和鋇核，并釋放出巨大的能量。這種現(xiàn)象叫做(

)A.分解

B.升華

C.裂變

D.聚變C2.[2023·臺州改編]為了緩解電力緊張的狀況，開發(fā)利用新能源，我國已陸續(xù)建成了一些核電站。如圖是臺州市三門核電站的發(fā)電流程示意圖。在發(fā)電時，能量轉(zhuǎn)化過程是(

)A.核能→機械能→內(nèi)能→電能B.核能→內(nèi)能→機械能→電能C.內(nèi)能→核能→機械能→電能D.機械能→核能→內(nèi)能→電能B3.[2024·湖州期末]日本從2023年8月起陸續(xù)排放福島核電站核污水，我國一直堅定地反對，并始終強調(diào)海洋是全人類共同的財富。福島核電站獲得核能的途徑是(

)A.輕核裂變

B.輕核聚變C.重核聚變

D.重核裂變D1.獲得核能的兩條途徑:原子