11.4 核能（课件PPT）-【学海风暴】2023-2024学年九年级下册物理（教科版）

第十一章　物理学与能源技术 九年级物理教科版·下册 4.核能 授课人：XXXX 1 新课引入 学习目标 知道什么是核能。 1 知道核裂变及其应用。 2 知道核聚变及其应用前景。 3 了解核能的优点，还要知道它可能带来的问题。 4 知识讲解 一、原子核 核能 经过长时间的探索，到1932年，物理学家终于发现:原子核是由质子和中子组成的。 1.原子核内部结构 我们已经知道，物体是由分子组成的，分子又是由原子组成的。卢瑟福的α粒子散射实验打开了人们认识原子世界的视野，使人们认识到，原来小小的原子是由原子核和核外电子构成的。 电子 原子核 质子 中子 知识讲解 思考： 许多带正电的质子拥挤在一个小小的原子核中，它们之间必定会产生很大的相互排斥力。那么，为什么原子核里的质子和中子还能紧紧地结合在一起呢? 2.核力 我们知道质子带正电，中子不带电。 中子 质子 原来原子核内的各个粒子质子和中子是通过一种叫作“核力”的作用力使它们能紧紧地结合在一起。 知识讲解 大部分元素的原子核是牢固而稳定的，而有些原子核会按照一定的规律发出射线变成新的原子核。这就是放射性。 3.元素的放射性 4.核能 （1）核能：在原子核发生变化时放出的能量。 （2）释放核能的方式：重核裂变和轻核聚变 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，也就是人们常说的原子能。 强化训练 核能是________________发生变化的过程中释放出的能量，它又叫________能。获得核能的两条途径是___________和___________。 轻核聚变 原子 原子核内部结构 重核裂变 知识讲解 二、核裂变能及其利用 1.裂变：重原子核分裂成较轻的原子核，叫裂变。 2.链式反应 用中子轰击铀核使铀核裂变开始的。当一个中子轰击一个铺核引起铀核裂变并释放能量的同时，还释放出2-3个中子，如图所示。 如果释放出的中子再引起其他铀核裂变，就可使反应不断地进行下去，这种反应叫作链式反应。 知识讲解 知识讲解 链式反应如果是在一瞬间进行那将是剧烈的爆炸。原子弹的爆炸就是铀核或钚核裂变发生链式反应的结果。 思考： 核能这么巨大，难道只能用于战争吗？如何才能有效地控制链式反应？ 知识讲解 3.核电站 （1）核反应堆：是一种能够控制链式反应的装置。 （2）核电站：利用核反应堆工作时释放的能量使水汽化，推动蒸汽机带动发电机发电。 知识讲解 知识讲解 （3）核电站的优点 ①核电站消耗的燃料很少，可以大大减少燃料的运输量。 ②核电站没有煤燃烧放出的大量硫化物、碳氧化物、烟尘等，不会对大气造成污染。 （4）核电站的缺点： ①核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。 ②核电站发电时，能量转化的环节多，核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境中，故核能电厂的热污染较严重。 ③核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。 知识讲解 讨论交流 核泄漏 2011年3月11日，日本以东海域发生了里氏9.0级地震。强震引发剧烈的海啸，对日本沿海地区造成了灾难性的冲击。其中，位于福岛县沿海的福岛第一核电站反应堆遭到破坏，这一突发事件使附近区域居民甚至周边邻国陷入一片恐慌之中。 大家的担心是什么？这样的事故能够避免吗？请了解相关事件背景，与同学讨论核能安全利用的条件。 知识讲解 （5）核辐射的防护措施： 对于辐射强度超过国家标准的放射性物质，一定要防止其扩散，人体切莫随便靠近； 在放射性实验室中，要用铅板、有机玻璃等材料做好隔离防护； 在遇到核反应堆出现泄漏、原子弹爆炸等突发事件时，要充分利用地形和建筑物作为掩体，以减少辐射危害。 核废料也有很强的放射性，目前一般都将其放入特制的容器内深埋封存，待以后研究出有效办法再做处理。 强化训练 核电站是利用________发电的电站，目前已有的核电站都是利用________反应产生的能量来发电的，核电站的主要组成部分是反应堆、___________、_________、发电机等。 热交换器 核能 核裂变 汽轮机 知识讲解 1.聚变： 轻原子核结合成较重的原子核，也会释放核能，这种核反应叫聚变。 2.为什么聚变又叫热核反应呢？ 三、核聚变 原子核带有正电，两个较轻的核在靠近过程中，彼此排斥，难以接近，所以把它们加热到足够高的温度使这些粒子的无规则运动极其剧烈。以至于会有原子核在碰撞过程中靠得足够近，从而发生聚变。因此聚变也常称为热核反应。 知识讲解 知识讲解