22.2《核能》(上课用).ppt

一、什么是核能？ 居于原子中心的原子核十分牢固，质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，要使原子核分裂或重新组合是相当困难的。但是，一旦使原子核分裂或聚合，就会释放出惊人的能量，这就是核能。 核能是能源家族的新成员。 二、要想获得核能，有两条途径 科学家们发现用中子轰击铀235时，铀核会分裂成大小差不多的两部分，同时释放出巨大的能量。这就是核裂变。 （2）链式反应 要想使原子核不断发生裂变，释放出大量核能，要怎么办呢？即怎样才能使裂变继续下去呢？ 请同学们阅读P171的内容，将火柴搭成如图22.2-2所示的结构，点燃第一根火柴后，观察发生的情况。 点燃第一根火柴后，后面的火柴会源源不断地被点燃，发生连锁反应。 用中子轰击铀核,铀核发生裂变，放出能量. 铀核分裂的同时放出2～3个中子，又可以轰击其它铀核，使它们也发生裂变.于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去.这种现象叫做链式反应.　　 （3）可控核裂变与不可控核裂变 可控核裂变 如果控制链式反应的速度，使核反应缓慢地进行，并平稳地释放核能。这种能够缓慢、平稳释放核能的装置叫核反应堆。 核反应堆是以铀为核燃料的。 利用核能发电是目前人类和平利用核能的主要方式。 利用核能发电的电站叫核电站。 链式反应如果不加控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量，发生猛烈爆炸。原子弹就是根据这个原理制成的。 可控核裂变的应用：核反应堆 不可控核裂变的应用：原子弹 （4）轻核的聚变 　　科学家们发现，某些质量较小的原子核结合成质量较大的原子核时，也能释放出核能，这种现象叫做核聚变，简称聚变. 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. （P172图22.2-3） 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. 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. 自然界中的热核反应 自然界中，太阳内部的温度高达1千万摄氏度以上，在那里就进行着大规模的聚变反应.太阳辐射出的光和热，正是由聚变反应释放的核能转化而来的.可以说，地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量.　　 不加控制的核聚变的应用： 氢弹 注：核聚变在目前还不能和平使用，科学家们正在积极地探索之中。 即，可控的核聚变技术人类还没有掌握。 氢　弹――根据核聚变的原理制成。威力比原子弹还大。 氢弹爆炸产生的蘑菇云 核能 裂变 （链式反应） 聚变 （热核反应） 可以控制(核反应堆) 不加控制(原子弹) 不可控制(氢弹、太阳) 小结(请记录)： 原子包括原子核和核外电子，原子核又分为质子和中子；电子带负电，质子带正电，中子不带电。 * 图为1945年8月6日名为“小男孩”的原子弹。这个“小男孩”的巨大毁灭力，令日本广岛核爆中心方圆2公里内所有建筑物全部被夷为平地。 我国第一颗原子弹爆炸时的情景 我国第一颗氢弹爆炸时的情景 1964年10月16日15时，我国第一颗原子弹爆炸成功。你知道原子弹为什么会突然放出那么大的能量的呢？随后，1967年6月17日上午8时20分，我国西部地区新疆罗布泊上空，我国第一颗氢弹爆炸试验获得完全的成功，氢弹和原子弹的原理相同吗？ 原子核 （正） 核外电子 （负） 质子 （正） 中子 （不带电） 核能：在原子核发生变化时放出的能量. 核裂变 获得核能的途径 核聚变 请记录： （1）重核的裂变 据查资料，1kg铀中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量约为 大约相当于2500t的标准煤完全燃烧所放出能量. 8.5×1013J 较重的原子核分裂成两个中等质量的原子核，同时释放出能量的过程，叫核裂变 链式反应 核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的，因此称为可控核裂变。 应用1： 核电站： 是利用可控链式反应释放出能量发电。 核心设备是核反应堆。 核能 内能 机械能 电能 核能的和平利用――核电站 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。 核能的和平利用――核电站 思考：在电站工作过程中，能是如何转化的？ 核能→内能→机械能→电能 核反应堆核裂变产生的大量的核能使水汽化变成水蒸气，水蒸气带动汽轮机工作，汽轮机推动发电机发电，实现了核能向电能的转化。 核能的和平利用－－核电站 1、能量转化： 核能 内能 机械能 电能 2、我国第一座自行设计建造的核电站： 　　　　－－秦