内容正文:
核 能
第二十二章 第2节
1.原子结构
以水分子为例:它由一个氧原子和两个氢原子组成。
一、核能
H2O分子
原子由原子核和核外电子组成。
(1)氢原子由原子核和一个核外电子组成。
原子核有一个质子,质子带正电荷,核外电子带负电荷。二者电荷量相同。
H
(2) 氧原子由原子核和八个核外电子组成。
原子核有八个质子和八个中子,由于中子不带电,所以正负电荷量仍然相同。
O
质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时,就有可能释放出惊人的能量,这就是核能。
2.核能
质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。
1938年,科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核,使其发生了裂变。
1 kg铀全部裂变,释放的能量超过2 000 t煤完全燃烧时释放的能量。
用中子轰击铀核,铀核才能发生裂变,放出能量。
外界中子停止轰击,裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢?
1.发生裂变的条件
二、裂变
那么,地球上的能源是否是无尽的呢?
将火柴搭成左下图所示结构,点燃第一根火柴后,会发生什么?
2.链式反应
用中子轰击铀235原子核,铀核在分裂时,会释放出核能,同时还会产生几个新的中子,这些中子会继续轰击其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变,并释放出大量核能,这就是裂变中的链式反应。
想想议议
核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。
1942年,人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。
目前,全世界已经建成了几百座核电站,核电发电量接近全球发电量的1/5。
3.核电站利用核能发电
链式反应如果不加以控制,大量原子核就在一瞬间发生裂变。释放出极大的能量。
在人类实现可控核裂变大约三年后,即1945年,利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。
将质量较小的原子核结合起来,也会释放出巨大的核能。
氦核
中子
氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子,能释放大量核能。这一过程就是聚变。
三、聚变
能量
聚变
氘
氚
氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变,可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。
可控聚变尚未实
现,海水中蕴藏着丰
富的氘核,科学家预
言,通过可控聚变来
利用核能,将有望彻
底解决人类能源问题。
核能
裂变
聚变
原子弹
核反应堆
氢弹
课堂小结
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《核能》同步测试
一、选择题
1.随着电子的发现,人们发现原子是有更小结构的,将人们的视线引入了原子的内部,而且更进一步地驱使人类积极探索原子核的内部组成,某同学在关于原子和原子核的讨论中,总结了下列四种说法:(1)原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的;(2)带负电荷的电子在原子核外空间绕核高速运动;(3)原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里;(4)原子核是由质子和中子组成的,质子的个数一定不等于中子的个数。其中正确的是( )
A.(1)(3) B.(1)(2) C.(2)(4) D.(3)(4)[来源:学科网]
答案:B
解析:分子是由原子组成的,原子也是有结构的,原子是由原子核和核外电子组成的,原子核带正电,电子带负电。电子在绕核高速旋转,原子核所带正电荷的数量与电子所带负电荷的数量相等。原子核是由质子和中子组成的,质子带正电,中子不带电,原子核中质子数量与中子数量不一定相等,有的相等,有的不等。
2.关于核能的下列说法中,不正确的是( )
A.核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的
B.如果对裂变的链式反应不加控制,在极短的时间内就会释放出巨大的能量,发生猛烈爆炸[来源:Z。xx。k.Com]
C.氢弹是利用轻核聚变制成的武器[来源:学*科*网Z*X*X*K]
D.原子弹是利用轻核聚变和重核裂变而制成的核武器
答案:D
解析:获得核能的途径有两个:重核裂变和轻核的聚变。裂变是质量较大的原子核被中子撞击后分解为较小的原子核并释放出巨大能量的过程,如果发生链式反应,会迅速的放出大量的能量,发生猛烈的爆炸,这就是原子弹的原理。在裂变中可以通过控制中子的数量来控制反应速度,可控的核裂变可以用于核电站。聚变是质量较小的原子核聚合到一起变成较大的原子核,并放出巨大的能量的过程,因现阶段还没有找到控制聚变速度的方法,所以聚变主要用于氢弹,找到控制轻核聚变速度的方法是解决未来能源的一个重要途径。
3.关于核能的获得,下列说法中正确的是( )
A.核反应堆是原子核裂变时,在极短时间内释放出大量核能的装置
B.当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量,现阶段可以利用核裂变和核聚变发电
C.核电