第2節(jié)

核能第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展學習目標1.了解核能、裂變、聚變，知道核能的優(yōu)點和可能帶來的環(huán)境問題。?2.初步認識科學及相關技術對于人類生活的影響有兩面性。觀察與思考1945年8月6日，美國向日本廣島投下第一顆原子彈，該城大部分被摧毀……氫彈的威力比原子彈更強大……原子彈和氫彈的巨大能量是怎樣產生的？它們的原理是什么呢？一、核能原子核（正）核外電子（負）質子（正）中子（不帶電）質子中子電子原子核10-14~10-15m約10-10m質子的質量約是電子的1836倍質子和中子的質量幾乎相同質子和中子依靠強大的核力緊密地結合在一起。原子核是非常牢固的核能：當原子核發(fā)生分裂或相互結合時釋放出的能量。重核發(fā)生裂變輕核發(fā)生聚變質量較大的原子核發(fā)生分裂或者質量較小的原子核相互結合時，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能。核裂變核聚變釋放核能的方式二、裂變鈾礦石科學們找到了適合發(fā)生裂變的重核——鈾235原子核。1934—1938年，科學家用中子轟擊質量比較大的鈾235原子核，使其裂變成了兩個較小的原子核，同時釋放出2~3個中子，這個過程釋放了巨大的能量。1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過2000t煤完全燃燒時釋放的能量。裂變：質量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核，并釋放能量的過程。知識點2裂變1938年，科學家用中子轟擊質量比較大的鈾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煤完全燃燒時釋放的能量。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？發(fā)生裂變的條件思考：鈾235只有在中子的轟擊下才能發(fā)生裂變，那么是不是要不斷地從外界提供中子才能使反應不斷進行呢？實驗：將火柴搭成右圖所示結構，點燃第一根火柴后，會發(fā)生什么？當中子轟擊鈾核時，鈾核發(fā)生裂變，釋放大量核能的同時產生出幾個新的中子，這些中子又會轟擊其他鈾核，使它們也發(fā)生裂變。由此，鏈式裂變就是鈾核持續(xù)裂變的現象。鏈式反應1942年，人類首次實現了可控制的核裂變。核電站利用可控的核裂變發(fā)電，它的核心設備是核反應堆。核反應堆是發(fā)生鏈式反應的場所。核電站中的反應堆核電站的核心設備是核反應堆。核反應堆是原子核發(fā)生鏈式反應的場所。核能→內能→機械能→電能核能的和平利用——核電站1942年，人類利用核反應堆第一次實現了可控制的鈾核裂變。我國的第一座核電站—秦山核電站截至目前，我國商運核電機組53臺，在建核電機組23臺，總裝機容量2419萬千瓦，在建規(guī)模繼續(xù)保持世界領先，在運行在建核電機組容量位居全球第二。鏈式反應如果不加以控制，大量原子核就在一瞬間發(fā)生裂變，釋放出極大的能量。在人類實現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。原子彈三、聚變將質量較小的原子核結合起來，也會釋放出巨大的核能，這就是核聚變。氘核、氚核就是發(fā)生核聚變的材料。氕氘氚都是氫核海水中蘊藏著豐富的、可實現聚變的氘核氘氚氦核中子氘核與氚核在超高溫下結合形成氦核和一個中子，也會釋放大量核能。這一過程就是聚變，也稱為熱核反應。能量聚變知識點3聚變1967年我國的第一顆氫彈爆炸氫彈利用的就是聚變瞬間釋放的能量。既然核裂變能夠做到和平利用，那么人們能和平利用核聚變的能量嗎？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。人類還不能和平利用核聚變的能量。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?？煽鼐圩兩形磳崿F，海水中蘊藏著豐富的氘核，科學家預言，通過可控聚變來利用核能，將有望徹底解決人類能源問題。核燃料的安全循環(huán)使用和處理核電站的核廢料具有放射性，對環(huán)境會造成相當大的危害，因此要將核廢料深埋到人跡稀少的沙漠地帶。核廢料核反應堆的鈾核發(fā)生裂變時，在釋放能量的同時也會產生放射線，這些放射線如果泄露到核反應堆外面，會對人和其他生物造成傷害。核電站使用過的核燃料稱為核廢料，核廢料仍然具有放射性，一般深埋在人煙稀少的地方。2023年8