九年级物理全册-第二十二章-第2节-核能课件-(新版)新人教版.ppt

1945年年8月月6日名为日名为“小男孩小男孩”的原子弹这个的原子弹这个“小男孩小男孩”的巨大毁灭力，令日本广岛核爆中的巨大毁灭力，令日本广岛核爆中心方圆心方圆2公里内所有建筑物全部被夷为平地公里内所有建筑物全部被夷为平地我国第一颗原子弹我国第一颗原子弹爆炸时的情景爆炸时的情景我国第一颗氢弹爆我国第一颗氢弹爆炸时的情景炸时的情景19641964年年 1010月月 1616日日 1515时时，我我国国第第一一颗颗原原子子弹弹爆爆炸炸成成功功你你知知道道原原子子弹弹为为什什么么会会突突然然放放出出那那么么大大的的能能量量的的呢呢？随随后后，19671967年年6 6月月1717日日上上午午8 8时时2020分分，我我国国西西部部地地区区新新疆疆罗罗布布泊泊上上空空，我我国国第第一一颗颗氢氢弹弹爆爆炸炸试试验验获获得得完完全全的的成成功功，氢氢弹弹和和原原子子弹弹的的原原理理相相同同吗？吗？原子核原子核（正）（正）核外电子核外电子（负）（负） 质子质子（正）（正） 中子中子（不带电）（不带电）复习提问复习提问1、原子核是由什么组成？、原子核是由什么组成？是由质子和中子组成的是由质子和中子组成的 原子核发生变化时，能量有什么变化呢？原子核发生变化时，能量有什么变化呢？一、核能：在原子核发生变化时放出的能量一、核能：在原子核发生变化时放出的能量. 二、获得核能的两条途径是：二、获得核能的两条途径是：（1）重核的裂变）重核的裂变（2）轻核的聚变）轻核的聚变对链式反应不加控制对链式反应不加控制原子弹原子弹控制链式反应速度控制链式反应速度核反应堆核反应堆不加控制不加控制氢弹氢弹可控实验装置可控实验装置中国环流器中国环流器1 1号号裂变裂变 科学家们发现用中科学家们发现用中子轰击铀子轰击铀235时，时，铀核会分裂成大小铀核会分裂成大小差不多的两部分，差不多的两部分，这种现象叫做这种现象叫做裂变裂变1kg铀铀中中的的铀铀核核如如果果全全部部发发生生裂裂变变，释释放放出出的的能能量量大大约约相相当当于于2500t的的标标准准煤煤完全燃烧所放出能量完全燃烧所放出能量.裂变：裂变： 用高速运动的中子轰击铀核，铀核分裂为多个核，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，并放出典型的反应是分为钡和氪，并放出3个中子。

个中子 1946-1948年年我国物理学家钱我国物理学家钱三强夫妇从实验三强夫妇从实验中观察到铀核的中观察到铀核的3分裂和分裂和4分裂现分裂现象 用中子轰击铀核用中子轰击铀核,铀核发生裂变，放出能量铀核发生裂变，放出能量. 铀核铀核分裂的同时放出分裂的同时放出23个中子，又可以轰击其它铀个中子，又可以轰击其它铀核，使它们也发生裂变核，使它们也发生裂变.于是裂变反应便会链锁于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去式地自行持续下去.这种现象叫做这种现象叫做链式反应链式反应.链式反应链式反应应用应用1：原子弹原子弹就是根据裂变链式反就是根据裂变链式反应制成的应制成的. 原子弹：原子弹： 链式反应如果不加控制大量原子核就会在极短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灭性的破坏力原子弹原子弹又名核弹、裂变弹其形状同普通的重磅炸原子弹又名核弹、裂变弹其形状同普通的重磅炸弹差不多，而构造却完全不同其主要由核装料（核燃弹差不多，而构造却完全不同其主要由核装料（核燃料）、引爆装置、中子反应层、中子源和弹壳组成，核料）、引爆装置、中子反应层、中子源和弹壳组成，核燃料是分成小块的高浓度裂变物质。

原子弹先用高效炸燃料是分成小块的高浓度裂变物质原子弹先用高效炸药，将两块或多块处于临界状态的高浓度核燃料，在极药，将两块或多块处于临界状态的高浓度核燃料，在极短的时间内从两面或四面八方压缩到一起，达到瞬发的短的时间内从两面或四面八方压缩到一起，达到瞬发的高度超临界状态原子弹里没有慢化剂，那里每一代中高度超临界状态原子弹里没有慢化剂，那里每一代中子的寿命可以短到一亿分之一秒内，传种接代的速度非子的寿命可以短到一亿分之一秒内，传种接代的速度非常快，从而可以在核燃料来不及分散的百万分之一秒内，常快，从而可以在核燃料来不及分散的百万分之一秒内，使大量的原子核使大量的原子核裂变裂变，释放出巨大能量，达到爆炸的目，释放出巨大能量，达到爆炸的目的原子弹爆炸时产生的蘑菇云原子弹爆炸时产生的蘑菇云应用应用2：核电站：核电站：是利用可控链式反应释放出能量发电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心设备是核反应堆核能核能内能内能机械能机械能电能电能核能的和平利用核能的和平利用核电站核电站如果使原子核的裂变和聚变在可控制的条件下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。

缓慢进行，释放的核能就可有效地利用 核核电电站站 核电站工作流程原理1核电站工作流程原理2核电站工作流程原理3核能的和平利用核能的和平利用核电站核电站 思考：在电站工作过程中，能是如何转化的？思考：在电站工作过程中，能是如何转化的？ 核能核能内能内能机械能机械能电能电能 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核能的和平利用核电站1、能量转化：、能量转化：核能核能内能内能机械能机械能电能电能2、我国第一座自行设计建造的、我国第一座自行设计建造的核电站：核电站：秦山核秦山核电站电站3、存在的问题：、存在的问题：放射性污染放射性污染秦山核电站秦山核电站秦山核电站大亚湾核电站大亚湾核电站秦山核电站秦山核电站大亚湾核电站大亚湾核电站 19941994年底，全世界核电站的发电量已经年底，全世界核电站的发电量已经占总发电量的占总发电量的17%17%我国十分重视核能的利用，我国十分重视核能的利用，目前，秦山核电站和大亚湾核电站已经运行目前，秦山核电站和大亚湾核电站已经运行发电，几座新的核电站正在建设之中发电，几座新的核电站正在建设之中。

核电站实施纵深防御、核电站实施纵深防御、多重保护、多样性的设计原多重保护、多样性的设计原则，确保核安全以秦山核则，确保核安全以秦山核电站为例，它有三道屏障，电站为例，它有三道屏障，用于防止放射性物质的外泄用于防止放射性物质的外泄 第一道屏障是锆-4合金的燃料包壳，它把核燃料及其裂变产物封闭起来 第二道屏障是壁后为175毫米钢板制成的反应堆压力容器以及相应的管道设施，它把反应堆冷却剂包容在里面，防止有放射性的反应堆冷却剂外泄 第三道屏障是反应堆安全壳，它是高72.5米、外径38米、厚1米的钢筋混凝土制成的圆柱形建筑，内衬6毫米的钢板安全壳既能抵御外部破坏射线：射线：带两个单位正电荷（氦核）带两个单位正电荷（氦核）射线：射线：带一个单位负电荷（电子）带一个单位负电荷（电子）射线：不带电射线：不带电（中子）（中子） 大剂量放射线对人大剂量放射线对人畜会造成很大的伤害；畜会造成很大的伤害；但是，如果用较小的但是，如果用较小的剂量，并谨慎地加以剂量，并谨慎地加以控制，射线也可以为控制，射线也可以为人类做许多事人类做许多事放射性物质的标志放射性物质的标志放射性物质的标志放射性物质的标志聚变聚变科科学学家家们们发发现现，某某些些质质量量较较小小的的原原子子核核结结合合成成质质量量较较大大的的原原子子核核时时，也也能能释释放放出出核核能能，这这种种现现象象叫叫做做核聚变，简称聚变核聚变，简称聚变. 聚变是获得大量核能的另一重要途径聚变是获得大量核能的另一重要途径聚变又叫热核反应聚变又叫热核反应 一一个个氘氘核核由由一一个个质质子子和和一一个个中中子子组组成成，一一个个氚氚核核由由一一个个质质子子和和二二个个中中子子组组成成，它它们们发发生生聚聚变变反反应应结结合合成成由由二二个个质质子子和和二二个个中中子子组组成成的的氦氦核核时时，要要放放出出一一个中子，并释放出核能个中子，并释放出核能. 一一定定质质量量的的氘氘核核和和氚氚核核聚聚变变时时放放出出的的能能量量要要比比等等量量的的铀铀核核裂裂变变时时放放出出的的能能量大几倍量大几倍. 聚聚变变需需要要在在几几百百万万摄摄氏氏度度的的高高温温下下才能发生，因此聚变又叫热核反应才能发生，因此聚变又叫热核反应.氢弹利用轻核聚变现象制成的氢弹利用轻核聚变现象制成的氢弹氢弹根据根据核聚变的原理核聚变的原理制成。

威力制成威力比原子弹还大比原子弹还大氢弹爆炸产生的蘑菇云氢弹爆炸产生的蘑菇云自然界中的热自然界中的热核反应核反应 自自然然界界中中，太太阳阳内内部部的的温温度度高高达达1千千万万摄摄氏氏度度以以上上，在在那那里里就就进进行行着着大大规规模模的的聚聚变变反反应应.太太阳阳辐辐射射出出的的光光和和热热，正正是是由由聚聚变变反反应应释释放放的的核核能能转转化化而而来来的的.可可以以说说，地地球球上上的的人人类类每每天天都都享享用用着着聚聚变变释释放出的能量放出的能量.练习：如图练习：如图18-218-2俄罗斯的俄罗斯的切尔诺贝利的核电站事故切尔诺贝利的核电站事故造成的辐射污染波及了白造成的辐射污染波及了白俄罗斯、俄罗斯及乌克兰俄罗斯、俄罗斯及乌克兰的大片领土各类辐射病、的大片领土各类辐射病、癌症、神经紧张、居民被癌症、神经紧张、居民被迫疏散等后斯影响还深深迫疏散等后斯影响还深深的留在人们的心中有的的留在人们的心中有的同学提出，既然核电站有同学提出，既然核电站有这么大的危害，就不用建这么大的危害，就不用建造核电站你认为这种观造核电站你认为这种观点合理吗？提出你的看法点合理吗？提出你的看法。