6.3核能的开发和放射性防护教学设计（表格式）---2023-2024学年华东师大版科学九年级下册

华师大版九下科学§6.3核能的开发和放射性防护教学设计 课题 6.3核能的开发和放射性防护 单元 六 学科 科学 年级 九下 教材分析 本节内容选自华师大版九下科学第六章第3节。教材借助已有的化学知识，采用通俗描述的方法给出放射性及核能等概念，介绍核能的两条获得途径：裂变和聚变；以及核能的利用，让学生知道什么是链式反应、热核反应、核反应堆及原子弹和氢弹的基本原理；然后介绍核能的应用与防护；并对核废料、核泄漏等问题产生深入的思考。 本节内容拟用1课时完成。 学习 目标 科学观念： 了解放射性和放射性元素；了解裂变和聚变；了解核电站的核心是核反应堆及其原理；了解放射性的应用与防护； 科学思维：通过核能的和平利用，了解核电站使用的核裂变技术；形成分析、解决实际问题的能力及查阅资料获取信息的能力； 探究实践：利用图示来区分裂变与聚变；并利用网络优势，让学生获取丰富的相关信息，引导学生自主合作讨论，拓宽知识面； 态度责任：开启开发利用核能的美好前景的想象，激发学习与探究的热情；增强爱国情感，同时认识到科学技术是不断进步的。 重点 获取的两条途径、核电站的工作原理 难点 核电站运行的原理 教学环节 教师活动 设计意图 导 入 新 课 1945年8月6日和8月9日，美国将两颗外号为“小男孩”和“胖子”的原子弹，分别投到日本广岛和长崎，原子弹爆炸时释放的巨大能量使这两座城市在瞬间化为废墟。 导 入 新 课 讲 授 新 课 一、原子的结构 1、原子： 原子在化学反应中是最小的微粒，无法再变化。 2、原子结构： 原子是由原子核和核外电子构成。 3、原子核的结构： 原子核由中子和质子构成。 其中，质子带正电，中子不带电，电子带负电。 二、放射性和放射性元素 1、放射性： 某些物质的原子核能发生衰变，能自发地放出放射线，物质的这种特性叫放射性。 2、放射性元素： 能自发地放出穿透力很强的射线的元素，称为放射性元素。 3、常见的放射性元素： 铀（U）、钋（Po）、镭（Ra）等，其中镭的放射性最强。 4、射线： 放射性元素在衰变或裂变时会放出能量很高的粒子流，这些粒子流称为射线。 α射线：带正电的高能氦核流； β射线：带负电的高能电子流； γ射线：电中性的高能电磁波。 注： 射线是一种不可见的光，只能直线传播。 5、射线都具有很强的穿透力： 射线都能贯穿物体，其中贯穿物体本领最强的是γ射线，其次为 β射线，最弱的是α射线。 6、原子核裂变会放出中子流和原子核碎片流： 原子核在裂变时会放出速度很大的中子流和原子核碎片流。 在日本福岛核电站事故中经常提到的131I（碘—131），就是原子核碎片。 三、核能和核能的释放 1、核能： 原子核在转变过程中所释放的能，叫做原子核能，简称为核能。 （1）原子核在分裂或结合时都会释放核能。 如，放射性元素镭的原子核分裂时放出放射线，并释放出能。这种能就是核能，它使含镭元素的盐发热。因此镭盐样品的温度始终比周围温度高。 （2） 核能释放出来的能量比化学反应释放的化学能更巨大。 比如，我们若能把1g氮核全部转变成氧核时，所释放出来的核能，就相当于燃烧4t煤所释放的化学能。 2、释放核能的途径： 核能释放的途径主要有两条：重核的裂变、轻核的聚变。 注： ①重核是指质量较大的原子核，如镭（225）和铀（235）的原子核等，轻核是指质量较小的原子核，如氘（2）和氚（3）的原子核。 ②重核里的质子和中子很多,中子和质子越靠外层,能量越高,从而导致重核内部质子和中子很不稳定,如果受到外部干扰,就会发生裂变。 （1）重核的裂变： ①重核的裂变： 由质量较大的原子核，分裂成质量中等的原子核，并释放巨大能量的一种核反应形式。 实验室中，一般用中子去轰击铀核，使之发生核裂变，获得核能。 ②重核裂变的特点： ＊发生链式反应： 每次铀核裂变还会放射出2～3个中子来。如果其中2个中子又击中另外2个铀核，它们分裂后又会放出4～6个中子来。这样，由中子引起的裂变铀核由2变4，4变8 ……越来越多，释放出的能量也就越来越大，这种链锁式的铀核裂变反应称为链式反应。 ＊释放巨大能量： 如果原子核裂变的链式反应不加限制，形成雪崩式的裂变反应，在短时间内放出巨大的能量，就会发生猛烈的爆炸。 （2）重核的裂变的应用： ①应用1：制造原子弹（核武器） 如果原子核裂变的链