第2节 核能
第二十二章 能源和可持续发展
学习目标：
(1)知道释放核能的两种方式．
(2)了解铀核链式反应的大致情况和核电站的大致工作过程．
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
原子核
（正）
核外电子
（负）
质子
（正）
中子
（不带电）
一、核能
－－－原子核发生改变所产生的能量
获得核能有两种途径
1、裂变
2、聚变
氚核
氘核
氦核
一个中子（随能量释放）
2、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。
1、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
－－链式反应
例：原子弹
例：氢弹、太阳
－－热核反应
3、聚变威力更大
核能：
当原子核发生聚变或者是裂变时会出现质量减少，根据爱因斯坦的质能方程E=mc2，减少的质量会转化为能量，因此发生聚变和裂变时释放出巨大的能量。
核反应
裂变：
聚变：
一个重核分裂成两个中等大小的核。
两个轻核结合成一个较大的核。
裂变：
用高速运动的中子轰击铀核，铀核分裂为多个核，典型的反应是分为钡和氪，并放出3个中子。
1946-1948年我国物理学家钱三强夫妇从实验中观察到铀核的3分裂和4分裂现象。
链式反应
原子弹：
链式反应如果不加控制大量原子核就会在极短时间里发生裂变，释放出极大的能量，进而产生毁灭性的破坏力。
原子弹爆炸时产生的蘑菇云
铀核裂变的时候要放出一些中子，这些中子又可引起其它的铀235核裂变，就可使裂变反应不断进行下去，这种反应叫做链式反应。
1千克的铀全部裂变释放出2000吨的煤完全燃烧释放的能量。
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。
核电站：
是利用可控链式反应释放出能量发电。
核心设备是反应堆。
大亚湾核电站
秦山核电站
二、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：
－－秦山核电站
3、存在的问题：
－－放射性污染
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
氢核结合成质量较大的核的过程叫核的聚变。要发生聚变反应必须让轻核之间的距离达到10-15米。
氢核的聚变：
常见的聚变形式：
一个氘核和一个氚核结合成一个氦核：
发生的条件：超高温，因此也叫热核反应。
大量氢核聚变可以释放出更多的惊人的能量。
在太阳内部，氢核在极高温度下聚变成氦核，在这过程中释放出28MeV的能量。不过这种聚变过程，不是一次反应就能完成的，要经过几次反应才能把四个氢核聚合成一个氦核。太阳正是靠这种反应以惊人的巨大功率，向宇宙空间辐射能量的。
氢弹爆炸产生的蘑菇云
放射线
α射线：带两个单位正电荷（氦核）
β射线：带一个单位负电荷（电子）
γ射线：不带电（中子）
大剂量放射线对人畜会造成很大的伤害；但是，如果用较小的剂量，并谨慎地加以控制，射线也可以为人类做许多事。
放射性物质的标志
1、从核能到电能，下列能量转化过程中正确的途径是（ ）
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
练习
B
2、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_________。
3、核电站是利用_________________ ______ 的能量来发电的。它的优点是只需消耗很少_______，就可以产生大量的____能。
轻核聚变
原子
原子核内部结构
重核裂变
原子核裂变的链式反应所产生
燃料
电
4、核电站的核心是__________，它以___为核燃料，反应堆中放出的____能转化为高温蒸汽的______能，通过汽轮发电机转化为_______能。核电站必须防止___________，避免造成污染问题。
核反应堆
铀
核
内
机械
放射线外泄