第十六章永恒的探索：宇宙和粒子第三節(jié)核能的開(kāi)發(fā)與利用

1.

核能是通過(guò)核反應(yīng)從

原子核

中釋放的能量。核能

的開(kāi)發(fā)主要有

核裂變

和

核聚變

兩種途徑。原子核核裂變核聚變2.

核裂變

是較重的原子核分裂釋放能量的過(guò)

程，

核聚變

是較輕的原子核聚合在一起釋放能量的

過(guò)程。核裂變核聚變3.

利用核能進(jìn)行發(fā)電的電站稱為核電站。

核反應(yīng)堆

是核電站的關(guān)鍵設(shè)備，鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)就是在其中進(jìn)行的。核反應(yīng)堆4.

放射性物質(zhì)以波或微粒形式發(fā)射出的一種能量叫

核

輻射

，核爆炸和核事故都會(huì)產(chǎn)生核輻射。核

輻射【生活現(xiàn)象】各國(guó)都在大力發(fā)展核電站，核反應(yīng)堆是核

電站的關(guān)鍵設(shè)備，而核反應(yīng)堆的外圍有一層堅(jiān)固的水泥包

裹著。【現(xiàn)象解釋】核反應(yīng)堆是核燃料存放和發(fā)生反應(yīng)的場(chǎng)

所，也是最容易發(fā)生危險(xiǎn)的地方，因此用水泥包裹防止核

輻射泄漏。

探究點(diǎn)一核能【例1】下列關(guān)于核能的說(shuō)法正確的是（C）。CA.

核能是電子繞原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能B.

核能是原子核的內(nèi)能C.

核能是原子核發(fā)生分裂或結(jié)合釋放的能量D.

核能是原子核內(nèi)的化學(xué)能【思路點(diǎn)撥】核能是原子核中蘊(yùn)藏的能量，核反應(yīng)可以

釋放該能量。

核能是原子核在發(fā)生核裂變（如鈾核分裂）或核聚

變（如氫核聚合）時(shí)釋放的能量，涉及原子核結(jié)構(gòu)的變

化。根據(jù)愛(ài)因斯坦揭示的關(guān)系，在核裂變過(guò)程中，必有

ΔE＝Δmc2釋放出來(lái)，式中Δm為核反應(yīng)前后的質(zhì)量差。探究點(diǎn)二核能的利用【例2】核電站的核反應(yīng)堆中發(fā)生的變化是（A）。A.

質(zhì)量大的原子核的裂變B.

質(zhì)量小的原子核的聚變C.

裂變和聚變同時(shí)發(fā)生D.

核物質(zhì)燃燒釋放出內(nèi)能【思路點(diǎn)撥】目前還只能利用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放的能量發(fā)

電。A

裂變是由較重的原子核分裂成較輕的原子核，會(huì)釋

放出巨大的能量，原子彈和核電站都是利用了這一原

理。原子彈是核裂變不加控制，在極短的時(shí)間內(nèi)釋放出

巨大的能量的武器，而用人工控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度和平

利用核能，是核電站的原理。探究點(diǎn)三核安全【例3】下列關(guān)于維護(hù)核安全的措施中，正確的是

（C）。CA.

只需加強(qiáng)核設(shè)施的安全防護(hù)，無(wú)需考慮國(guó)際合作B.

提升核材料管控能力，但無(wú)需制定應(yīng)急措施C.

既要預(yù)防核事故發(fā)生，又要建立應(yīng)急體系以減輕事故

后果D.

核廢料處理不屬于核安全管理的范疇【思路點(diǎn)撥】核安全需通過(guò)預(yù)防、應(yīng)急、合作全方位

保障。

維護(hù)核安全，既要全面采取核安全保障措施，提高

核設(shè)施安全水平，預(yù)防核事故發(fā)生；又要做好事故緩解

和應(yīng)急措施建設(shè)，有效減輕事故后果；還要提升核材

料、核技術(shù)的管控能力，維護(hù)國(guó)際核不擴(kuò)散體系。

1.

核安全問(wèn)題已成為世界關(guān)注的熱點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的

是（

B

）。A.

核反應(yīng)堆產(chǎn)生的核廢料對(duì)環(huán)境無(wú)污染B.

從核反應(yīng)堆芯中換出的核燃料具有極強(qiáng)放射性C.

核反應(yīng)堆將核能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D.

開(kāi)發(fā)核能即使核泄漏也是安全的B2.

用中子轟擊比較大的原子核，使其變成兩個(gè)中等大小

的原子核，同時(shí)釋放出巨大的能量，這是原子核的

裂

變

。兩個(gè)質(zhì)量很小的原子核，在一定條件下結(jié)合成一個(gè)

新的原子核，會(huì)釋放出更大的核能，這就是原子核的

聚

變

，氫彈就是利用這種變化制成的。裂

變聚

變3.

目前，全世界已經(jīng)建成了幾百座核電站，核電站利

用

核

能發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆是

通過(guò)可控

核裂變

反應(yīng)釋放能量的。核核裂變

4.如圖所示，中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝置（人造太陽(yáng)）在可

控核聚變上取得重大突破。核聚變過(guò)程中產(chǎn)生的能量是

（

A

）。A.

核能B.

動(dòng)能C.

機(jī)械能D.

重力勢(shì)能第4題圖A5.

如圖所示為核電站發(fā)電流程圖。在核電站的發(fā)電過(guò)程

中，從核能到電能，能量轉(zhuǎn)化順序正確的是（

B

）。A.

核能，化學(xué)能，機(jī)械能，電能B.

核能，內(nèi)能，機(jī)械能，電能C.

核能，機(jī)械能，內(nèi)能，電能D.

核能，內(nèi)能，化學(xué)能，電能B6.

圖中的石島灣核電站是全球首座，并具有中國(guó)自主知

識(shí)產(chǎn)權(quán)的球床模塊式高溫氣冷堆核電站示范工程，也是中

國(guó)“十二五”獲批的第一個(gè)核電項(xiàng)目，更是具有第四代核

能安全性特征的先進(jìn)堆型。下列關(guān)于核能發(fā)電的說(shuō)法正確

的是（

C

）。A.

該高溫氣冷堆核電站是通過(guò)核聚變反應(yīng)來(lái)利用核能B.

原子核分裂時(shí)將核能轉(zhuǎn)化為電能C.

核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控的D.

這種核能清潔無(wú)污染C第6題圖

7.

2011年3月，日本發(fā)生了強(qiáng)烈地震并引發(fā)了海嘯，對(duì)福

島核電站造成了很大的破壞，如圖甲所示。（1）核電站是利用

核

能來(lái)發(fā)電的，其能量來(lái)源是原

子核發(fā)生了核

裂變

（填“裂變”或“聚變”）。（2）由于一系列的爆炸，使得大量的核燃料外泄，周圍

的人們處在核污染中。圖乙中是核輻射標(biāo)志的是

C

。核裂變C（3）為了給處于高溫中的核反應(yīng)堆外殼降溫，消防員通

過(guò)噴水的方法來(lái)有效降溫，這是用

熱傳遞

的方法來(lái)改

變內(nèi)能的。（4）如果核電站每年需要70

t的核燃料，而同等規(guī)?；痣?/p>

站每年需要8.4×106

t的煤炭。8.4×106

t的煤炭完全燃燒

放出的熱量為

2.436×1017

J

。（煤炭的熱值為

2.9×107

J/kg）熱傳遞2.436×1017

J（5）“能源和環(huán)境”是世界各國(guó)共同面臨的問(wèn)題，保護(hù)

環(huán)境