3.7 核能-2023-2024学年浙教版九年级上册科学

3.7 核能 学习目录 目录 模块一 知己知彼 1 模块二 知识掌握 2 知识点一、核能 2 知识点二、核电站 4 知识点三、放射性 8 模块三 巩固提高 8 知识重点 模块一 知己知彼 学习目标 目标解读 1.说出核能的概念及其应用。 2.知道原子核的裂变和聚变是获得核能的两种方式。 3.了解核电站的工作过程，知道核能的优点和可能带来的问题。 4.了解放射线及其应用。 5.初步建立利用核能的意识，初步建立能源可持续发展的观念。 解读1:知道裂变和链式反应，聚变和热核反应，常见题型为选择题和填空题，难度较小。 解读2:知道放射性及其应用及核电站是利用核裂变的原理来工作的，常见题型为选择题和填空题，难度较小。 模块二 知识掌握 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，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。 （一）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。 和 是获得核能的两种途径。 （二）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。 (3)应用:原子弹、核电站都是根据 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。 （三）聚变 (1)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 。 如图所示，氘核(1个质子和1个氘核中子)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一氦核，并释放出1个中子，同时释放巨大的能量。 (2)释放能量情况:质量相同的核燃料，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。 【能力拓展】 （一）分清裂变和聚变的概念 (1)裂变是重核的分裂，聚变是轻核的聚合。 (2)到目前为止，裂变的链式反应是 ，而聚变是 。 （二）核聚变需要的温度极高，目前只能依靠核裂变给它提供。例如，氢弹就必须要用原子弹的爆炸来引暴。当前，人类还不能控制核聚变使其和平地释放能量。 [例题1] （2022秋•余姚市校级期末）一个相对原子质量为2的氢核和一个相对原子质量为3的氢核，在超高温、高压下结合成为一个氦核。这种现象叫做（　　） A．化合 B．凝结 C．裂变 D．聚变 [例题2] （2022秋•舟山期末）2022年12月，核聚变研究领域取得突破性进展。科学家在使用激光的聚变实验中首次实现了净能量增益，即产生的能量比注入的能量还要多。这意味着，人类未来有望结束对化石燃料的依赖，或将拥有个安全、绿色、用之不竭的能源选项。核聚变使用的核材料是下列中的（　　） A．氢（H） B．氦（He） C．铀（U） D．钚（Pu） [例题3] （2022秋•嵊州市期末）中国成功研发出了先进核裂变能——钍基熔盐堆的第4代核反应堆发电技术，于2021年9月底在甘肃武威启动试运行，创造了又一项奇迹，其技术应用属于世界首次。钍基熔盐堆具有产生的核废料非常少、使用氟化盐作为冷却剂无需耗费大量水资源和热转换效率高等显著优点。下列有关钍基熔盐堆的说法正确的是（　　） A．钍基熔盐堆不产生核废料 B．钍基熔盐堆需要大量水作冷却剂，因此不可以建在内陆 C．钍基熔盐堆的热转换效率比传统的核反应堆还要低 D．钍基熔盐堆是利用核裂变放出的能量 [例题4] （2023•衢州模拟）现在各国科研人员都在致力于一些新型材料的研究。 （1）英国科研人员研制出自动灭火陶瓷砖，砖里压入一定量的氦气和二氧化碳，这种砖砌成的房屋发生火灾时，在高温烘烧下，砖会裂开并喷出氦气和二氧化碳，从而抑制和扑灭火焰。喷出的氦气和二氧化碳能达到灭火目标的原理是 　 　。