222核能课件.ppt

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1、核核 能能 第二十二章第二十二章 第节第节背景介绍我国用了短短我国用了短短4 4年时间完成了原子年时间完成了原子弹的研制工作，并于弹的研制工作，并于19641964年年1010月月1616日成功地爆炸了第一颗日成功地爆炸了第一颗原子弹原子弹.19671967年年6 6月月1717日日又又成成功功地地爆爆炸炸了了第第一一颗颗氢氢弹弹，完完成成了了其其他他国国家家要要十十几几年或几十年才完成的工作年或几十年才完成的工作.背景介绍背景介绍我国第一我国第一颗原子弹颗原子弹我国第一颗氢弹我国第一颗氢弹原子弹和氢弹为什么会具有原子弹和氢弹为什么会具有这么大的威力呢？这么大的威力呢？背景介绍原子核原子核（正

2、）（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）1原子结构原子结构H2O分分子子以水分子为例：它由一个氧原子和两个氢原子以水分子为例：它由一个氧原子和两个氢原子组成。组成。一、核能一、核能H原子由原子核和核外电子组成。原子由原子核和核外电子组成。（1）氢原子由原子核和一个核外电子组成。）氢原子由原子核和一个核外电子组成。原子核有一个质子，质子带正电荷，核外电子原子核有一个质子，质子带正电荷，核外电子带负电荷。二者电荷量相同。带负电荷。二者电荷量相同。O（2）氧原子由原子核和八个核外电子组成。氧原子由原子核和八个核外电子组成。原子核有八个质子和八个中子，由于中

3、子不带原子核有八个质子和八个中子，由于中子不带电，所以正负电荷量仍然相同。电，所以正负电荷量仍然相同。质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原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时，子核相互结合时，一旦使原子核分裂或聚合，一旦使原子核分裂或聚合，就有就有可能释放出惊人的能量，这就是可能释放出惊人的能量，这就是核能核能。2核能核能质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。要使它们分裂或结合都是极其困难的。核能：核能：当原子核发生聚变或者是裂变时会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

4、能方出现质量减少，根据爱因斯坦的质能方程程E=mc2，减少的质量会转化为能量，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因此发生聚变和裂变时释放出巨大的能量。量。核反应核反应裂变：裂变：聚变：聚变：一个重核分裂成两个中等一个重核分裂成两个中等大小的核。大小的核。两个轻核结合成一个较两个轻核结合成一个较大的核。大的核。1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生了裂变。原子核，使其发生了裂变。1 kg铀全部裂变，释放的能量超过铀全部裂变，释放的能量超过2 000 t煤煤完全燃烧时释放的能量。完全燃烧时释放的能量。用中子轰击铀核

5、，铀核才能发生裂变，放出用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。能量。外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢？才能让裂变继续下去呢？1发生裂变的条件发生裂变的条件二、裂变二、裂变那么，地球上的能源是否是无尽的呢？将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么？后，会发生什么？2链式反应链式反应用中子轰击铀用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击其他铀核。于是

6、就导致一系列铀核持续裂变，继续轰击其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。想想议议想想议议核电站的核心设核电站的核心设备是核反应堆。核反备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链应堆是原子核发生链式反应的场所。式反应的场所。1942年，人类利年，人类利用核反应堆第一次实用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂现了可控制的铀核裂变。变。目前，全世界已经建成了几百座核电站，核电目前，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的发电量接近全球发电量的1/5。3核电站利用核能发电核电站利用核能发电核电站 核电站就是核

7、电站就是利用核反应堆所利用核反应堆所产生的热能来发产生的热能来发电或发电兼供热电或发电兼供热的动力设施。的动力设施。反反应堆应堆是核电站的是核电站的关键设备，关键设备，链式链式裂变反应裂变反应就在其就在其中进行。中进行。秦山核电站三期工程秦山核电站三期工程 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 我国第一座自行设计建造的核电站我国第一座自行设计建造的核电站 秦山核电站秦山核电站大亚湾核电站原子弹爆炸时产生的蘑菇云链式反应如果不加以链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变。释放出

8、极瞬间发生裂变。释放出极大的能量。大的能量。在人类实现可控核裂在人类实现可控核裂变大约三年后，即变大约三年后，即1945年，年，利用不加控制的核裂变制利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器造的毁灭性武器原子原子弹爆炸了。弹爆炸了。将质量较小的原子核结合起将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能。来，也会释放出巨大的核能。氘氘氚氚氦核氦核中子中子氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能释放大量核能。这一过程就是聚变。子，能释放大量核能。这一过程就是聚变。三、聚变三、聚变能量能量聚变聚变氘核和氚核都属氘核和氚核都属于氢核的一种。大量于氢核的一种。

9、大量氢核的聚变，可以在氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。瞬间释放的能量。可控聚变尚未实可控聚变尚未实现，海水中蕴藏着丰现，海水中蕴藏着丰富的氘核，科学家预富的氘核，科学家预言，通过可控聚变来言，通过可控聚变来利用核能，将有望彻利用核能，将有望彻底解决人类能源问题。底解决人类能源问题。核能优点核能优点核能缺点核能缺点核能十分巨大，他能极大地补充人类核能十分巨大，他能极大地补充人类能源的不足能源的不足能够解决能源不平衡分布的问题能够解决能源不平衡分布的问题核能是不可再生能源核能是不可再生能源核能存在核污染，产生核辐射，会对

10、核能存在核污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害地球生物造成伤害核反应堆中会产生核废料，治理肥料核反应堆中会产生核废料，治理肥料过程中，代价较高过程中，代价较高是清洁能源是清洁能源裂裂 变变：科学家：科学家发现发现用中子用中子轰击铀轰击铀235(质质量数量数为为235的的铀铀)，铀铀核核会分裂成大小相差不很大的两部分，会分裂成大小相差不很大的两部分，这这种种现现象叫做裂象叫做裂变变。铀铀核裂核裂变时变时，还还同同时时放出放出23个中子，放出的中个中子，放出的中子又可以子又可以轰击轰击其他其他铀铀核，使它核，使它们们也也发发生裂生裂变变。这样这样，裂裂变变将不断地自行将不断地自行继续继续下去。下

11、去。这这种种现现象叫做象叫做链链式反式反应应。应应用：用：_。聚聚 变：变：科学家科学家们发现们发现，较轻较轻的核的核结结合成合成较较重的核，也能重的核，也能释释放放能量，能量，这这种种现现象叫做聚象叫做聚变变。应应用：用：_。原子弹、核反应堆氢弹 人人类对类对核能的开核能的开发发和利用不断取得新的和利用不断取得新的进进展，根据目前展，根据目前的科研水平，你的科研水平，你认为认为下列关于原子下列关于原子弹弹和核和核电电站的站的说说法正确的是法正确的是 ()A原子原子弹弹是利用核裂是利用核裂变变，核，核电电站是利用核聚站是利用核聚变变B原子原子弹弹是利用核聚是利用核聚变变，核，核电电站是利用核裂

12、站是利用核裂变变C原子原子弹对弹对聚聚变变的的链链式反式反应应速度不加控制速度不加控制D核核电电站控制裂站控制裂变变的的链链式反式反应应速度速度【解析解析】原子弹是利用核裂变，核电站是利用可控制的核裂变，原子弹是利用核裂变，核电站是利用可控制的核裂变，使核能缓慢释放出来。使核能缓慢释放出来。归 类 探 究类型之一核能D1关于原子核的关于原子核的组组成，下列成，下列说说法中正确的是法中正确的是 ()A原子核是由原子核是由质质子和子和电电子子组组成的成的B原子核是由原子核是由质质子和中子子和中子组组成的成的C原子核是由中子和原子核是由中子和电电子子组组成的成的D原子核是由原子核是由质质子、中子和子、中子和电电子子组组成的成的当 堂 测 评B2下列关于核能的下列关于核能的说说法法错误错误的是的是 ()A核核电电站是利用核能来站是利用核能来发电发电的的B核反核反应应堆中堆中发发生的是生的是链链式反式反应应C核核电电站站发发生泄漏生泄漏时时会会对对人和生物造成人和生物造成伤伤害害D核核废废料不会料不会对环对环境造成境造成污污染染D核能核能裂变裂变聚变聚变原子弹原子弹核反应堆核反应堆氢弹氢弹课堂小结课堂小结