3.7 核能 （含配套视频） 课件-2023-2024学年九年级科学上册同步精品课堂（浙教版）

3.7 核能 人类所利用的能源绝大多数是由核能转化而来的，因为从太阳射向地球的电磁能就是太阳内部进行着的核聚变反应产生的。 核能是怎样产生的呢？人类是如何有效地控制和利用核能的？ Teaching Analysis 教学分析 按现在的能源消耗速度，世界上的石油、天然气和煤等生物化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽。 核能: 原子核是可以变化的。原子核在转变过程中所释放出的能量，称为核能。 核能是从原子核内部释放出来的，它比物质在化学反应中所释放出的化学能要大得多。 例如，1克铀核全部转变为氪核和 钡核时释放出的核能，超过了2000吨 煤完全燃烧时释放出的化学能。 Teaching Analysis 教学分析 3 核裂变 质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放能量的过程，并产生2~3 个新的中子。 一次裂变后产生的中子继续轰击其他铀核，就会导致越来越多的铀核不断地发生裂变。这种连锁式的铀核裂变反应称为链式反应。 Teaching Analysis 教学分析 视频：核裂变 Teaching Analysis 教学分析 视频：中国第一颗原子弹爆炸时的精彩瞬间 Teaching Analysis 教学分析 核聚变 2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程。 聚变又叫热核反应：一个氘核由一个质子和一个中子组成，一个氚核由一个质子和二个中子组成，它们发生聚变反应结合成由二个质子和二个中子组成的氦核时，要放出一个中子，并释放出核能。一定质量的氘核和氚核聚变时放出的能量要比等量的铀核裂变时放出的能量大几倍。 Teaching Analysis 教学分析 氢弹就是根据轻核聚变的原理制成的，威力比原子弹还要大。 聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚变又叫热核反应。 热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，依靠自身产生的热就使核反应继续下去。 Teaching Analysis 教学分析 氢弹 （威力比原子弹大得多） 核聚变的例子： 我国第一颗氢弹爆炸时的情景 Teaching Analysis 教学分析 视频：氢弹爆炸现场 Teaching Analysis 教学分析 原子核的裂变和原子核的聚变是获得核能的两条途径。 获得核能途径 裂变 聚变 Teaching Analysis 教学分析 如果使原子核的裂变和聚变在可控制的条件下缓慢进行，释放的核能就可有效地利用。 为便于和平利用核能，必须控制链式反应的速度，使核能缓慢而又平稳地释放出来。为此，人们制成了一种专门装置——核反应堆。 Teaching Analysis 教学分析 核电站 核电站是利用核反应堆提供的能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电的。 核能发电时的能量转化 ： 核能→内能→机械能→电能 Teaching Analysis 教学分析 视频：走进核电站 Teaching Analysis 教学分析 核燃料的安全循环使用和处理 核电站的核废料具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。 Teaching Analysis 教学分析 2011年3月11日，日本福岛第一核电站1号反应堆所在建筑物爆炸后，日本政府13日承认，在大地震中受损的福岛第一核电站2号机组可能正在发生“事故”，2号机组的高温核燃料正在发生“泄漏事故”。该核电站的3号机组反应堆面临遭遇外部氢气爆炸风险。2011年3月13日，共有21万人正紧急疏散到安全地带。 资料卡片 Teaching Analysis 教学分析 太阳的巨大能量就是内部核聚变产生的。 在太阳的内部，氢原子核在超高温下发生核聚变，释放出巨大的核能。 这些能量再从太阳核心 向外扩散到太阳表面，然后，大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去，其中有一部分到达 地球表面，如图所示。 Teaching Analysis 教学分析 人们虽然能够控制裂变反应的速度，但还没有找到实用的控制核聚变反应的方式，所以，直到现在人类还不能和平利用核聚变的能量。科学家一直致力于探索核聚变的控制途径。 一项由欧盟、中国、韩国、俄罗斯、日本、印度和美国共同参与的重大国际合作项目——国际热核聚变实验堆计划（ITER），其目标是建造可实现大规模聚变反应的聚变实验堆，验证和平利用聚变能的科学和技术可行性，并将在本世纪中叶实现利用聚变能发电，造福人类社会。 受控核聚变能够为人类提供几乎取之不尽的理想洁净的能量，人类一旦能够稳定地获取核聚变能，将不再有“能源危机”。 Teaching Analy