4.4 核能的利用与环境保护 学案-福建省莆田第二中学2020-2021学年高二物理鲁科版选修3-5

第4节 核能的利用与环境保护 学案 学习目标： 知道核电站的构成及工作原理，了解核武器及核能的优势与危害。 基础知识： 一、核电站 1．核电站：是利用核能发电，它的核心设施是核反应堆．它主要由以下几部分组成： (1)燃料：铀棒 (2)减速剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，可采用石墨、重水、普通水作减速剂． (3)控制棒：为控制能量释放的速度，需控制中子的数目，采用镉棒作为控制棒来控制链式反应的速度． 2．工作原理：核燃料裂变释放的能量，使反应区温度升高． 3．能量输出：利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电． 4．核污染的处理：在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变反应放出的各种射线，核废料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下或海底． 二、核武器 原子弹：原子弹一般应该由两部分组成，一是常规炸药部分，一是核部分，核部分是由分成几块的裂变核材料组成，每一块都在临界体积以下，引爆时，借助常规炸药在极短时间内，将这几块核材料合成一体，使总体积超过临界体积，从而发生链式反应． 氢弹：氢弹是核武器的一种，其杀伤破坏因素与原子弹相同，但威力比原子弹大得多，但要使氢弹内发生轻核聚变反应必须有极高的温度和足够大的碰撞几率． 典例1、关于核反应堆，下列说法正确的是(　　) A．铀棒是核燃料，裂变时释放核能 B．镉棒的作用是控制反应堆的功率 C．石墨的作用是吸收中子 D．冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能 答案　ABD解析　铀棒是核燃料，裂变时可放出能量，故A正确；镉棒吸收中子的能力很强，作用是调节中子数目以控制反应速度，即控制反应堆功率，故B正确；慢中子最容易引发核裂变，所以在快中子碰到铀棒前要进行减速，石墨的作用是使中子减速，故C错误；水或液态金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却，控制温度，故D正确． 巩固练习： 1．为应对能源危机和优化能源结构，提高清洁能源的比重，我国制定了优先选择核能，其次加快发展风电和再生能源的政策，在《核电中长期发展规划》中要求2020年核电运行装机总容量达到4 000万千瓦的水平，请根据所学物理知识，判断下列说法中正确的是(　　) A．核能发电对环境的污染比火力发电要小 B．核能发电对环境的污染比火力发电要大 C．目前所有核电站都只