2.4核能 课件-2026-2027学年科学浙教版九年级上册

该初中科学课件围绕核能展开，涵盖核裂变、核聚变的原理，核能在武器与核电站中的应用，以及放射线的特性与应用，通过太阳能量来源导入，对比煤与铀的能量差异引出核能，构建从现象到原理再到应用的学习支架。 其亮点是结合我国氢弹研制、“华龙一号”等科技实例，通过链式反应示意图、核电站能量转化过程培养科学观念与模型建构思维，融入切尔诺贝利等事故案例强调安全环保，帮助学生形成社会责任，教师可借助实例提升教学生动性与学生探究兴趣。

2.4 核 能 【第二单元 能的转化与能量守恒】 九年级上册 从太阳射向地球的 光和热是由太阳内部进 行的核聚变反应产生的， 也就是说由核能转化而 来的。那么，核能是怎 样产生的？人类是如何有效地控制和利用核能的？ 原子核发生改变时所产生的能量 一、核 能 1 千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。 原子核是由质子和中子依靠强大的核力结合而成的。 当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，就有可能释放出能，这就是核能。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多得多。 如何使原子核发生转变而释放出核能呢？ 1、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，同时产生2~3 个新的中子。 （重核裂变） 链式反应 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。 链式裂变反应示意图，中子像“点燃”核燃料的火柴 核裂变应用——原子弹 属于不可控制的链式反应 2、核聚变 2个质量较小的原子核在超高温的条件下结合成较大的新核，并释放能量的过程。 聚变需要很高温度，故也叫热核反应 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。 （轻核聚变） 大于核裂变 我国的氢弹研制 1967年6月17日上午8点20分，伴随 着一声巨响，在沉寂的戈壁大漠上空，宛 若两颗太阳同时闪耀着万丈光芒，我国第 一颗氢弹爆炸试验成功。那个时候，在重 重技术封锁的国际环境中，我国完全依靠 自力更生研发氢弹，以最快的速度实现了 从原子弹到氢弹的跨越，震惊了世界。 核聚变应用——氢弹 被称为中国氢弹之父的“两弹一星”元勋于敏曾说：氢弹是在原子弹的基础上发展起来的，但是它比原子弹性能要优越得多，所以世界上几个核大国，核武器里主要的是氢弹。在20世纪50年代，我们没有核武器的时候，美国曾经威胁对中国使用核武器，为了打破他们的核垄断，粉碎他们的核威慑，中国必须有自己的氢弹。 在氢弹爆炸成功的同时，我国政府重申：发展核武器完全是为了防御目的，任何情况下，中国都不会首先使用核武器。邓小平同志多年以后说，没有“两弹”的爆炸成功，就没有中国后来的国际地位，就没有全国人民在危难之时自豪和挺拔的民族脊梁。 三、核能的和平利用——核电站 1、核反应堆： 可控制地进行核反应的装置称为核反应堆 2、核电站： 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 热能 机械能 电能 3、存在的问题： 核泄漏导致放射性污染 2026 年新增三澳 1 号机组商运，全国在运核电基地29 座（不含台湾地区）。2025 年全国所有在运核电机组总发电量4670.19 亿千瓦时。 秦山核电基地（嘉兴海盐，全国首座核电站）530 亿千瓦时 三门核电站（台州三门）193.93 亿千瓦时 4、我国核电状况： 浙江省秦山核电站 浙江台州三门核电站 “华龙一号”核电技术是我国核电企业研发设计的具有完全自主知识产权的核电创新成果。“华龙一号”核电机组安全性高，设计寿命为60年，电厂可利用率高达90%，是国之重器。一台“华龙一号”机组年发电量近100亿度，能够满足一个中型城市一年的用电需求，相当于每年减排二氧化碳8.16×106t或植树7000万棵。 核聚变——太阳 太阳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。 追根溯源，地球上消耗的能，绝大部分来自太阳，即太阳内部核聚变时释放的核能。太阳内部每秒钟约有7×108t氢原子核参与反应。科学家估算，太阳的这种核反应还能维持几十亿年。实际上，核聚变是一种宇宙中普遍存在的能的产生形式。 人们虽然能够控制核裂变反应的速度，但还没有找到实用的控制核聚变反应的方式，所以，直到现在人类仍不能和平利用核聚变释放出的能。科学家一直致力于探索核聚变的控制途径。一项重大国际合作项目——国际热核聚变实验反应堆（ITER），是国际核聚变研究的巨型工程，其使命是展示聚变发电的可行性，并证明它可以不造成负面影响。 你能说说核电站的优缺点吗？ 优点： 1.只需消耗很少的核燃料，就可产生大量的电能。 2.不排放烟尘和二氧化碳、二氧化硫等有害气体，对环境的污染比火力发电站小得多。 3.长远看，核能发电成本低于火力发电。 缺点：现有运行的核电站都是通过受控裂变释放的能量发电的，但核裂变使用的核燃料储量有限，开采成本高，存在着临界事故和放射性物质泄露等潜在问题，且核裂变所生成的核废料可能对环境造成污染。 核电站的安全性 两个方面安全问题：一是核反应万一失控，会损坏设备，引起放射性物质泄漏；二是放射性废料处理不当，会导致环境污染。 1986 年，苏联切尔诺贝利核电站发生严重的核电事故，事故的原因是工作人员违反操作规定，导致反应堆过热，发生一系列的爆炸，使得放射性物质泄漏到周围环境中，造成了重大损失。2011年，日本福岛核电站在里氏9.0级地震和海啸袭击后出现的核泄漏事故，引发全球有核电国家对核电站的安全检查与反思。 1896年，法国科学家贝克勒尔发现，铀和含铀矿物能够发出看不见的射线。 1898年，居里夫人发现，含铀矿物中还存在两种能够发出更强射线的新元素，她把一种元素命名为镭，另一种元素命名为钋，并经历几万次艰苦的提炼后，终于从8t沥青铀矿渣中提炼出0.12g纯净的氯化镭，证实了镭元素的存在。 1、原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质，这些物质的原子核内部会向外辐射出肉眼看不见的、能量很高的射线。 如α射线、β射线、γ射线 四、放射线 物质具有发出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素。许多天然存在的元素也具有放射性，它们自发地发出射线的现象称为天然放射性现象。一种元素具有放射性，那么，无论它是以单质还是以化合物形式存在，都具有放射性。放射性的强度不受温度、外界压强的影响。 α射线是带正电的高速运动的氦原子核流。 β射线是带负电的高速运动的电子流。 γ射线是能量很高的电磁波。 放射性物质的标志 这三种射线穿透物质的能力也不同。 α射线<β射线<γ射线 较少的量，并谨慎地加以控制，射线也可以为人类服务。 ①工业上利用放射线来测量物体厚度。 ②农业上利用放射线照射种子，使种子发生变 异，培育新的优良品种； ③利用放射线还可以杀菌。 ④医疗上利用γ 射线治疗癌症。 过量辐射对人体、动物的组织有破坏作用。 人体受到放射性污染，轻者头晕、疲乏、脱发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少；而大剂量照射，还会引起白血病及骨、肺、甲状腺癌变甚至死亡，放射性还能引起基因突变和染色体畸变。 因此，在使用放射性物质时，必须注意安全，也要防止放射性物质对空气、水、生活用品等的污染。 地球年龄的测量 发现放射现象后，科学家认识到，元素的放射性不受任何环境因素的影响，是一种完美的地质“时钟”，能用来测量岩石年龄，从而推测地球年龄。 放射性元素的原子核放出射线变成另一种原子核，这种变化称为衰变。放射性元素衰变的快慢用“半衰期”表示，指的是原子核有半数发生衰变所需的时间。一种放射性元素的半衰期是不会发生变化的。 地球的年龄可以通过陨石的年龄来推断。岩石形成时，或多或少有种类不同的放射性元素，测量这种放射性元素与它衰变出的元素的比例，就可计算出岩石的年龄。陨石来自围绕太阳运转的小行星带，与太阳系的行星同期形成，通过测量陨石的年龄，可以获得对地球年龄的推断。 某岩石中含有某种放射性元素，假设该元素半衰期为5亿年，则5亿年后，岩石中剩下一半该种放射性元素，10亿年后，剩下1/4该种放射性元素……依此类推，若分析现在岩石样本中只剩下1/8该种放射性元素， 可以推算该岩石样本自形成以来经历了3个半衰期，即岩石年龄为15亿年。 放射性测量年龄的方法也应用于考古研究。考古学家利用放射性物质C-14测量文物的年龄。 1. 在核电站中，利用了哪一种核反应释放出的能？ 2. 中科院的“人造太阳”（EAST）物理实验中首次实现持续时间达102s的超高温长脉冲等离子体放电，其原理如图。 （1）“人造太阳”是用哪种方式获得核能？ 重核裂变 轻核聚变 (2)“人造太阳”能够解决人类能源问题，科学家 已经进行了半个多世纪的研究，但距真正投入 商用、变成每家每户可以用的电，可能还需要较长时间的研究。下列四位同学的观点中，支持科学家继续进行这项研究的是？ 4.从核能到电能，能量转化正确的途径是（ ） A、核能→机械能→内能→电能 B、核能→内能→机械能→电能 C、核能→内能→电能 D、核能→电能 B 3、原子弹是根据 的原理制成。氢弹是根据 的原理制成。威力比原子弹_____。 核聚变 核裂变 大 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.4.39(fixed_gap:False) Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $