3.7 核能 （含答案）)—浙教版九年级科学上册讲义（机构用）

3.7核能 一：学习目标 了解核能的概念及其应用 知道原子核的裂变和聚变 了解核电站的工作过程，知道核能的优缺点 了解放射线及其应用 初步建立核能的意识 知识点详解 知识点一：核能 原子由原子核和核外电子构成,而原子核又由质子和中子构成,质子带正电荷,中子不带电,如图 3-7-1 所示。对于原子来说,质子和中子几乎集中了原子的全部质量,却挤在原子中心非常小的空间内,构成很小的原子核,这使得原子核分裂或重新组合极其困难,但是一旦使原子核分裂或聚合,就可释放出惊人的能量。 核能的概念：原子核是可以转变的,原子核在转变过程中所释放出的能量叫做核能。核裂变和核聚变是获得核能的两种途径。 裂变(1)含义:核裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成 2 个新原子核,并释放出巨大能量的现象。如中子轰击铀—235,铀核就会分裂成 2个新核,并释放出能量,同时产生几个新的中子,1千克铀全部裂变,释放的能量超过 2000 吨煤完全燃烧释放的能量。 (2)链式反应:每个铀核裂变时会产生几个中子,这些中子又会继续轰击其他铀核,使其他铀核裂变并产生更多的中子,这样就会导致一系列铀核持续裂变,产生链式反应,如图 3-7-2 所示。快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸,原子弹就是利用快速裂变制成的,我们还可以控制链式反应的速度,把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。 应用:原子弹、核电站都是根据核裂变的原理制成的。原子弹属于不加控制的链式反应;核电站属于可控制的链式反应。 聚变 含义:2个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核,同时释放出能量的现象。由于核聚变需要极高的温度,所以核聚变也叫热核反应。如图 3-7-3 所示,氘核(1 个质子和 1 个中子)和氚核(1 个质子和 2个中子)在超高温下聚合成新的原子核——氦核,并释放出1个中子,同时释放巨大的能量。 (2)释放能量情况:质量相同的核材料,核聚变反应释放的核能比核裂变反应释放的核能要多得多。 (3)应用:氢弹是根据核聚变的原理制造的,它的威力比原子弹大得多。太阳的内部在不停地发生这种核聚变,从而向外释放出巨大的能量。 【例1】铀裂变在核电厂最常见，热中子轰击铀原子会放出2到4个中子，中子再去撞击其它铀原子，从而形成链式反应而自发裂变。一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的核裂变，其裂变方程为+→++2，下列说法正确的是