裂变与链式反应
谈论能源命题都可以由二十世纪最杰出的科学家爱因斯坦的著名方程式E＝mc2谈起。这个简明方程揭示，自然界最重要的规律就是任何物质的一定质量是和它具有的一定能量相联系。质量和能量是反映物质属性的两个物理量，质量与能量不是各自不相干的而是相互紧密联系着的，或者说一定的质量是和一定的能量相当。这里c是代表光速，其数值约等于每秒 300，000公里，E是静止物体所含的能量， m是它的质量，
图8-1 爱因斯坦
质量m所具有的能量等于这质量乘以光速的平方。这就是说，普通一个具有一定质量的物体，它都具有非常大的能量，譬如说任何具有一克质量的物体它都具有很大数量的能量，它大约相当具有2500万度的电能。但是为什么我们通常看不到普通的物质放出这样巨大的能量呢？这是因为在通常的物理、化学、生物的变化中，甚至在极其剧烈的变化中如木材、煤、汽油的燃烧时，它们质量几乎没有发生任何变化，不过它们大都从固态变成气态，如变成二氧化碳跑到空气中去，当然在燃烧这些燃料时我们可以得到不少能量。根据质能相当原理，那末被燃烧的物体必定亏损掉一点质量，通过计算表明，燃烧一吨煤，如果我们能够把生成的二氧化碳质量和燃烧前的煤加上燃烧时消耗空气中氧的质量作比较，则可以发现燃烧过程将会失去0.000028克的质量。对这种现象的解释，爱因斯坦曾作过一个生动的比喻：“只要没有向外放出能量，能量就观察不到。这好比一个非常有钱的人，如果他从来不花费也不给别人一分钱，那末就没有谁能说出他有多少财产。”所以说，要发生非常大的能量变化，只能在质量发生比较大变化的情况下才能产生。那末发生质量稍微大点的变化情况应在那里去找呢？前面煤的燃烧表明普通的化学反应过程质量的变化是微乎其微，这是因为化学反应只牵涉到某些原子中的电子轨道变化，它们的总质量几乎不会发生什么可觉察的变化，但它们这些无足轻重的变化，客观上已经提供了不少的能量。对一个原子来说，它百分之九十九点九的质量是集中在原子核当中，显而易见，只能在原子核发生变化时才能提供大的质量变化。一个质量为M的原子核如铀235，如果分裂成两个中等质量的原子核M1和M2，M1和M2以巨大能量彼此推开，当这两个原子核运动停止下来时棗即当我们取走它们巨大的动能之后，我们可以算出它们两者质量的相加一定少于裂变之前的一个原子核，比如这里M表示铀235的质量即M＞M1＋M2。一般来说，这两者的相差
值在千分之一左右。由于在原子核实验工作中我们可以相当精确地定出每个原子核的质量，也能相当精确地测量原子核运动的动能，因此在原子核的实验中最好地验证了E＝mc2这个质能相当公式。爱因斯坦在说明这个公式时还就那个“有钱的守财奴”的故事作了这样的阐明：“这个有钱的守财奴，他在一生中不给人一分钱（能量），但在他的遗嘱中把他的财产留给他的两个儿子M1和M2，条件是要他们送给社会以小量的钱，其数目少于全部遗产（能量或质量）的千分之一，这样两个儿子共有的钱比父亲要少些（质量M1＋M2之和比放射性原子核的质量M稍为少些）。”送给社会的部分虽然相对地说来比较小，但是作为动能来看本身已经是非常之大了。这个公式今天在原子核的裂变反应和聚变反应中得到极其明确的证明，而且能解释宇宙变化、星球发光、太阳发热等一系列现象，是解释这些现象的根本的出发点。
通过重核裂变释放很大原子核能这个现象的发现，要从第二次世界大战初期谈起。裂变的现象早在1934年实验上就出现过，可惜当时作了错误解释，直到1928年，在德国的放射化学家哈恩和斯特拉斯曼才发现了慢中子轰击铀原子核时发生裂变的令人吃惊的现象。
图8-2 哈恩
因为慢中子能量极低，只有几个电子伏特，而铀核的分裂可产生释放近200百万电子伏特的能量，所以他们为此现象感到不知所措，不敢相信自己的观察结果，就写信给当时住在瑞典的著名核理论物理学家迈特纳（Meitner）。迈特纳接到来信，她根据尼·玻尔（N.Bohr）的原子核液滴模型假设，在1939年从理论上解释了重原子核铀的裂变现象。由于核力作用范围只能到达大原子核直径的几分之一区域，所以在重原子核里不少质子之间的静电斥力有时有超过核力的机会。当一个外来中子闯进这个重核里来时，扰动的结果使原子核剧烈振荡，造成整个核可能变形成椭圆形，这样核力就更无法维持昔日把所有核子抱成一团的局面。一旦在椭圆的两端形成正电荷中心，静电斥力中心就会更加把核向两个相反方向排斥，愈排斥愈长，出现哑铃状，最后不可避免地破裂成两块质量大致相同的碎块（图8梍3）。
Y
图8-3 核的裂变过程
我国物理学家钱三强、何泽慧在1947年发现，重核还有发生三裂变、四裂变的现象。迈特纳等人同时在理论计算中意识到，伴随着每次核的裂变将有2亿电子伏特这样惊人的裂变核能放出来。核裂变的实验结果和理论分析这些极重要的消息，由尼·玻尔带到美国，当时在美国工作的意大利人费米马上推想：如果在裂变过程同时有若干中子也蜂涌而出，那末是否新的中子也能引起下一代更多的原子核的裂变呢？假使能这样一代比一代极快地“繁殖”下去，这就会在一刹那时间的链式反应中“繁殖”几百代。下面我们用图（图8－4）来说明U235裂变过程中几种可能的遭遇。上图表示，U235在吸收一个中子后发生裂变放出三个中子，当中一个中子，经过慢化后成为慢中子，再引起另一个U235的裂变；上面一个中子，则可能碰不到任何原子核而飞出
图8-4 U235 裂变过程中几种可能的遭遇
去；下面的一个中子则可能被U238所吸收，变成U239，而U239经β衰变变成Np239，再经一次β衰变而变为Pu239。下图表示在由铀燃料棒和减速剂（水或石墨）相间组成的反应堆中的链式反应。其中有时中子被U235吸收发生裂变（有电火花标记者），有时则可能被U238吸收，有时中子在减速剂中被反射。费米的假设引起了科学界极大的重视，因为那就是说我们可能找到比以往任何能源释放能量都要巨大的新能源。1克铀235全部裂变释放出来的能量竟相当于2.5吨煤燃烧放的热，匈牙利籍的科学家西拉德（Szilard）首先从实验证实这个重要假设。当时法西斯德国也在研究核的裂变问题，于是西拉德于1939年说服最孚有威望的爱因斯坦写信给罗斯福总统，信里指明核的连锁反应可能会导致新的具有高度爆炸力核弹的制造。通过计算表明，只要有1公斤铀235（大约是直径4.8厘米的球体），就可以做成具有2万吨炸药威力的原子弹。经过三年的努力，费米在1942年造出了世界上第一座核反应堆，实现了有控制的核链式反应。这就从实验上证实了，通过重核的链式反应可以释放巨大的原子核能。但天然存在的铀同位素中铀238占绝大多数，铀238只有遇到1.1MeV以上能量的中子才能引起它裂变，否则它只会大量吸收中子转变成铀239，而铀235却对一般能量中子都能引起它的裂变。因而要使链式反应更为异常剧烈地进行，使之变成一场核的爆炸，则必须把铀矿精炼提纯，不断提高核燃料中铀235的含量。在第二次世界大战最后的三年里，美国政府不惜以巨款筹建了纯化铀235的气体扩散工厂，终于在1945年实现了核能释放的最激烈方式棗核爆炸。
2019-2020学年高考物理模拟试卷
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．在物理学发展的历程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，以下对几位物理学家所做科学贡献的叙述正确的是（ ）
A ．牛顿运用理想实验法得出“力不是维持物体运动的原因”
B ．安培总结出了真空中两个静止点电荷之间的作用规律
C ．爱因斯坦创立相对论，提出了一种崭新的时空观
D ．法拉第在对理论和实验资料进行严格分析后，总结出了法拉第电磁感应定律
2．笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a 、长为c 的矩形半导体霍尔元元件，元件内的导电粒子是电荷量为e 的自由电子，通入方向向右的电流I 时，电子的定向移动速度v ，当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场B 中，于是元件的前、后表面间出现电压U ，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（ ）
A ．前表面的电势比后表面的低。
B ．前、后表面间的电压U=Bve
C ．前、后表面间的电压U 与I 成正比
D ．自由电子受到的洛伦兹力大小为
eU
c
3．由于太阳自身巨大的重力挤压，使其核心的压力和温度变得极高，形成了可以发生核聚变反应的环境。
太阳内发生核聚变反应主要为：224
112H+H He ，已知部分物质比结合能与质量数关系如图所示，则该反
应释放的核能约为（ ）
A ．5 MeV
B ．6 MeV
C ．24 MeV
D ．32 MeV
4．下列关于电磁感应现象的认识，正确的是()
A．它最先是由奥斯特通过实验发现的
B．它说明了电能生磁
C．它是指变化的磁场产生电流的现象
D．它揭示了电流受到安培力的原因
5．下列说法正确的是（）
A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
B．物体对外界做功，其内能一定减少
C．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
D．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
6．如图所示，轻弹簧的一端固定在地面上，另一端固定一质量不为零的托盘，在托盘上放置一小物块，系统静止时弹簧顶端位于B点（未标出）。现对小物块施加以竖直向上的力F，小物块由静止开始做匀加速直线运动。以弹簧处于原长时，其顶端所在的位置为坐标原点，竖直向下为正方向，建立坐标轴。在物块与托盘脱离前，下列能正确反映力F的大小随小物块位置坐标x变化的图像是（）
A．B．
C．
D．
7．关于天然放射现象，下列说法正确的是（）
A．玛丽居里发现了天然放射现象
B．天然放射现象说明原子是可以分割的
C．原子序数大于或等于83的元素都具有放射性
D．温度越高，放射性元素的放射性就越强
8．如图所示，在轨道III上绕地球做匀速圆周运动的卫星返回时，先在A点变轨沿椭圆轨道II运行，然后在近地点B变轨沿近地圆轨道I运行。下列说法正确的是（）
A．卫星在轨道III上运行的向心加速度大于在轨道I上运行的向心加速度
B．卫星在轨道III上运行的周期小于在轨道I上运行的周期
C．卫星在轨道III上运行的周期大于在轨道II上运行的周期
D．卫星在轨道III上的A点变轨时，要加速才能沿轨道II运动
9．“月亮正加速远离地球！后代没月亮看了。”一项新的研究表明，月球的引力在地球上产生了周期性的潮汐现象，潮汐力耗散地球的自转能量，降低地球的旋转速度，同时也导致月球正在以每年38cm的速度
远离地球。不考虑其他变化，则很多年后与现在相比，下列说法正确的是（）
A．月球绕地球做圆周运动的周期将减小
B．月球绕地球做圆周运动的线速度增大
C．地球同步定点卫星的高度增大
D．地球同步定点卫星的角速度增大
10．如图所示，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上．初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a 下降的过程中，b始终未离开桌面．在此过程中
A．a的动能一定小于b的动能
B．两物体机械能的变化量相等
C．a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量
D．绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为正
二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
11．一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度B＝0.5 T，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 Ω，重力均为0.1 N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是()
A．ab受到的拉力大小为2 N
B．ab向上运动的速度为2 m/s
C．在2 s内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能
D．在2 s内，拉力做功为0.6 J
12．一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点P的速度为v，经过1s后它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过0.2 s它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断正确的是_______。
A．波沿x轴负方向传播，且周期为1.2 s
B．波沿x轴正方向传播，且波速为10 m/s
C．质点M与质点Q的位移大小总是相等，方向总是相反
D．若某时刻N质点速度为零，则Q质点一定速度为零
E.从图示位置开始计时，在3s时刻，质点M偏离平衡位置的位移y=-10 cm
13．图为回旋加速器的示意图，D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。A处粒子源产生氘核，在加速器中被加速，加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。若加速过程中粒子在磁场中运动的周期与高频交流电周期相等，则下列说法正确的是（）
A．若加速电压增加为原来2倍，则氘核的最大动能变为原来的2倍
B．若高频交流电的频率增加为原来2倍，则磁感应强度变为原来的2倍
C．若该加速器对氦核加速，则高频交流电的频率应变为原来的2倍
D．若该加速器对氦核加速，则氦核的最大动能是氘核最动能的2倍
14．如图，甲是带负电物块，乙是不带电的绝缘足够长木板。甲、乙叠放在一起置于光滑的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场。现用一水平恒力F拉乙木板，使甲、乙从静止开始向左运动，甲电量始终保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在此后运动过程中（）
A．洛伦兹力对甲物块不做功
B．甲、乙间的摩擦力始终不变
C．甲物块最终做匀速直线运动
D．乙木板直做匀加速直线运动
15．下列说法中正确的是（）
A．液晶既有液体的流动性又有晶体的各向异性
B．第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律
C．在有分子力时，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
D．大雾天气，学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大
E.非晶体是各向同性的，晶体都是各向异性的
三、实验题：共2小题
16．为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的装置进行实验。实验中，当木块位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面，不考虑B反弹对系统的影响。将A拉到P点，待B稳定后，A由静止释放，最终滑到Q点。测出PO、OQ的长度分别为h、s。
（1）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮，为了解决这个问题，可以适当________（“增大”或“减小”）重物的质量。
（2）滑块A在PO段和OQ段运动的加速度大小比值为__________。
（3）实验得A、B的质量分别为m、M，可得滑块与桌面间的动摩擦因数μ的表达式为_______（用m、M、h、s表示）。
17．调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一个盘子，调整盘子的高度，使一水滴刚碰到盘时，恰好有另一水滴从水龙头开始下落，而空中还有3个正在下落的水滴，测出水龙头到盘子间的距离为h，当第一滴水滴落到盘中时，第二滴水滴离水龙头的距离为__________；从第一滴水滴离开水龙头开始计时，到第n滴水滴落到盘中，秒表测得时间为t，可知当地的重力加速度g为__________。
四、解答题：本题共3题
18．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=2.0T，在y轴上P点有一粒子源，沿纸面向磁场发射速率不同的粒子，均沿与y轴负方向间夹角θ=30?的方向，已知粒子质量均为m=5.0×10－8kg，电荷量q=1.0×10－8C，L OP=30cm，取π=3。（不计粒子间相互作用及粒子重力）
(1)若某粒子垂直x轴飞出磁场，求该粒子在磁场中的运动时间；
(2)若某粒子不能进入x轴上方，求该粒子速度大小满足的条件。
19．（6分）如图1所示，足够长的固定斜面倾角为α，一小物块从斜面底端开始以初速度0v 沿斜面向上运动，若012/v m s =，则经过2s 后小物块达到最高点，多次改变0v 的大小，记录下小物块从开始运动到最高点的时间m t ，作出0m t v -图像，如图2所示，（g 取210/m s ），则：
（1）若斜面光滑，求斜面倾角α；
（2）更换另一倾角30α=的斜面，当小物块以012/v m s =沿斜面向上运动时，仍然经过2s 到达最高点，求它回到原来位置的速度大小；
（3）更换斜面，改变斜面倾角α，得到的0m t v -图像斜率为k ，则当小物块以初速度0v 沿斜面向上运动时，求小物块在斜面上运动的总时间为多少？ 20．（6分）如图所示，质量为
2
m
的带有圆弧的滑块A 静止放在光滑的水平面上，圆弧半径R=1.8m ，圆弧的末端点切线水平，圆弧部分光滑，水平部分粗糙，A 的左侧紧靠固定挡板，距离A 的右侧S 处是与A 等高的平台，平台上宽度为L=0.5m 的M 、N 之间存在一个特殊区域，B 进入M 、N 之间就会受到一个大小为F=mg 恒定向右的作用力。平台MN 两点间粗糙，其余部分光滑，M 、N 的右侧是一个弹性卡口，现有一个质量为m 的小滑块B 从A 的顶端由静止释放，当B 通过M 、N 区域后碰撞弹性卡口的速度v 不小于5m/s 时可通过弹性卡口，速度小于5m/s 时原速反弹，设m=1kg ，g=10m/s 2，求： (1)滑块B 刚下滑到圆弧底端时对圆弧底端的压力多大？
(2)若A 、B 间的动摩擦因数μ1=0.5，保证A 与平台相碰前A 、B 能够共速，则S 应满足什么条件？ (3)在满足(2)问的条件下，若A 与B 共速时，B 刚好滑到A 的右端，A 与平台相碰后B 滑上平台，设B 与MN 之间的动摩擦因数0＜μ＜1，试讨论因μ的取值不同，B 在MN 间通过的路程。
参考答案
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．C
【解析】
A、伽利略运用理想实验法得出“力不是维持物体运动的原因”,故A错误;
B、库仑总结出了真空中两个静止点电荷之间的作用规律,故B错误;
C、爱因斯坦创立相对论,提出了一种崭新的时空观,所以C选项是正确的;
D、法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系;是韦德与库柏在对理论和实验资料进行严格分析后,总结出了法拉第电磁感应定律,故D错误;
综上所述本题答案是：C
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向向里，则后表面积累了电子，前表面的电势比后表面的电势高，故A错误；
B．由电子受力平衡可得
U
e evB
=
a
=，电流越大，电子的定向移动速度v越大，所以前、后表面间的电压U与I成正比，所以故解得U Bva
B错误，C正确；
D．稳定时自由电子受力平衡，受到的洛伦兹力等于电场力，即
U
==
F eE e
a
故D错误。
故选C。3．C 【解析】【分析】【详解】
由图象可知2
1H的比结合能约为1.1MeV，4
2
He的比结合能约为7.1MeV，由比结合能的定义可知，该反应
释放的核能约为
=(7.14 1.14)MeV=24MeV
E
??-?
故选C。
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
电磁感应现象最先是由法拉第通过实验发现的，它说明了磁能生电的问题，它是指变化的磁场产生电流的现象，故选项C正确．
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．如果物体从外界吸收热量时，再对外做功，则内能可能减小，可能不变，可能增加，A错误；
B．如果物体对外界做功的同时，再从外界吸收热量，则其内能可能减小，可能不变，可能增加，B错误；CD．温度是分子平均动能大小的标志，温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大，C错误D正确。故选D。
6．B
【解析】
【详解】
根据
F kx mg ma
+-=
有
F ma mg kx
=+-
可知F随着x增大而减小；由于以弹簧处于原长时，其顶端所在的位置为坐标原点，当F=m(a+g)时，物块
与弹簧脱离，初始时刻F=ma>0故B 正确。 故选B 。 7．C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．贝可勒尔发现天然放射现象，故A 错误；
B ．天然放射现象说明原子核内部是有结构的，并不是原子可以再分的，故B 错误；
C ．原子序数大于或等于83的元素，都具有放射性，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性，故C 正确；
D ．放射性元素的放射性由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，故D 错误； 故选C 。 8．C 【解析】 【详解】 A ．由公式
2Mm
G
ma r = 得卫星在圆轨道上运行的向心加速度大小
2GM
a r
=
当轨道半径r 减小时，a 增大，故卫星在轨道Ⅲ上运行的向心加速度小于在轨道Ⅰ上运行的向心加速度，故A 错误；
BC ．根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道Ⅲ上运行的周期大于在轨道Ⅰ、Ⅱ上运行的周期，故B 错误，C 正确；
D ．卫星在轨道III 上的A 点变轨时，要减速做向心运动才能沿轨道Ⅱ运动，故D 错误。 故选C 。 9．C 【解析】 【详解】
A ．月球绕着地球做匀速圆周运动，故有：
2224Mm G m r r T
π=
解得：
2T =随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的周期将变大，故A 错误； B ．月球绕着地球做匀速圆周运动，故有：
22Mm v G m r r
= 解得：
v =
随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的线速度变小，故B 错误；
CD ．潮汐力耗散地球的自转能量，降低地球的旋转速度，则地球自转周期增加，故自转角速度变小，故同步卫星的角速度变小，根据
ω=
可知轨道半径变大，故高度增大，故C 正确，D 错误； 故选C 。 10．A 【解析】 【详解】
A ．轻绳两端沿绳方向的速度分量大小相等，故可知a 的速度等于b 的速度沿绳方向的分量，a 的动能比b 的动能小，A 正确；
BC ．因为b 与地面有摩擦力，运动时有热量产生，所以该系统机械能减少，而B 、C 两项的说法均为系统机械能守恒的表现，故B 、C 错误；
D ．轻绳不可伸长，两端分别对a 、b 做功大小相等，一负一正，D 错误. 故选A 。
二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 11．BC 【解析】 【详解】
A. 导体棒ab 匀速上升，受力平衡，cd 棒静止，受力也平衡，对于两棒组成的整体，合外力为零，根据平衡条件可得ab 棒受到的推力：
20.2N F mg ==
故A 错误；
B. 对cd 棒，受到向下的重力mg 和向上的安培力F 安，由平衡条件得：
F 安BIL mg ==
2BLv
I R
=
联立解得：
2222
220.10.1
m/s 2m/s 0.50.2mgR v B L ??=
==? 故B 正确；
C. 在2s 内，电路产生的电能：
222
0.50.222J 0.4(J 2220).)(1
E BLv Q t t R R ??===?=?
则在2s 内，拉力做功，有0.4J 的机械能转化为电能，故C 正确； D. 在2s 内拉力做的功为：
0.222J 0.8J W Fvt ==??=
故D 错误。 12．ADE 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．由于1s ＞0.2s ，即质点P 第一次达到相同速度的时间间隔大于第二次的，故可得到图示时刻质点P 向下运动，经过1.2s 正好运动一个周期回到图示位置，故波沿x 轴负方向传播，且周期为1.2 s ，波速
12
m/s 10m/s 1.2
v T λ＝＝＝
故A 正确，B 错误；
C ．M 、Q 的平衡位置距离大于
1
2
λ，故质点M 和质点Q 的相位差不等于π，那么，质点M 与质点Q 的位移不可能总是大小相等，方向相反，故C 错误； D ．N 、Q 的平衡位置距离刚好等于
1
2
λ，故质点M 和质点Q 的相位差等于π，那么，质点M 与质点Q 的位移、速度总是大小相等，方向相反，故若某时刻N 质点速度为零，则Q 质点一定速度为零，故D 正确； E ．3s ＝
52T ，即质点M 振动5
2
个周期，那么，由波沿x 轴负方向传播可得：零时刻质点向上振动，故在3s 时刻，质点M 偏离平衡位置的位移y=-10cm ，故E 正确；
故选ADE 。 13．BD 【解析】 【详解】
A ．质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R ，则根据
2
v qvB m R
=
知
qBR
v m
=
则最大动能为
222
2122Km
q B R E mv m
==
与加速的电压无关，故A 错误；
B ．电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等，若高频交流电的频率增加为原来2倍，则T 为原来一半，而2m
T Bq
π=
，则磁感应强度变为原来的2倍。故B 正确； C ．氦核的比荷为
1
2，氚核的比荷为13
，根据2m T Bq π=可知，若该加速器对氦核加速，则高频交流电的周
期应变为原来的32倍，频率为原来的2
3
．故C 错误； D ．最大动能
222
2122Km
q B R E mv m
==
若该加速器对氦核加速，则氦核的最大功能是氘核最大功能的2倍。故D 正确。 故选BD 。 14．AC 【解析】 【分析】 【详解】
A ．甲带负电，向左运动时，由左手定则可知，甲受到的洛伦兹力的方向向上，与运动方向垂直，故洛伦兹力始终对甲不做功，A 正确；
BCD ．根据f qvB =洛可知，随速度的增大，洛伦兹力增大，则甲对乙的压力减小，同时乙对地面的压力也减小，则乙与地面之间的摩擦力减小。
①将两者看做一个整体，开始时甲与乙一起做加速运动，整体受到地面给的摩擦力f 减小，而F 一定，根据牛顿第二定律得
()M m a F f +=-
可知加速度a 增大，对甲研究得到，乙对甲的摩擦力
f m a 甲甲=
则得到f 甲先增大。
②当甲与乙之间的摩擦力增大到大于最大静摩擦力后，甲与乙之间开始有相对运动，摩擦力变成滑动摩擦力
()N f F mg f μμ==-洛
随着甲受到的洛伦兹力的增大，甲与乙之间的滑动摩擦力减小，直至摩擦力为零，然后甲在水平方向上合力为零，做匀速直线运动，乙先做变加速直线运动，故BD 错误C 正确。 故选AC 。 15．ACD 【解析】 【详解】
A ．液晶既有液体的流动性又有晶体的各向异性，选项A 正确；
B ．第二类永动机研制失败的原因是违背了热力学第二定律，选项B 错误；
C ．在有分子力时，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，选项C 正确；
D ．大雾天气，学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大，选项D 正确；
E ．多晶体具有各向同性，选项E 错误。 故选ACD 。
三、实验题：共2小题
16．减小 s h
()Mh m h s Ms ++
【解析】 【详解】
（1）[1]B 减少的重力势能转化成系统的内能和AB 的动能，A 释放后会撞到滑轮，说明B 减少的势能太多，转化成系统的内能太少，可以通过减小B 的质量；增加细线的长度（或增大A 的质量；降低B 的起始高度）解决。依据解决方法有：可以通过减小B 的质量；增加细线的长度（或增大A 的质量；降低B 的起始高度），
故减小B 的质量；
（2）[2]根据运动学公式可知： 2ah=v 2 2a′s=v 2 联立解得：
a s a h
=' （3）[3]B 下落至临落地时根据动能定理有： Mgh-μmgh=
1
2
（M+m ）v 2 在B 落地后，A 运动到Q ，有
12
mv 2
=μmgs 解得：
()Mh
m h s Ms
μ=
++
17．916h 2
2
(3)8h n t
+ 【解析】 【详解】
[1]设相邻两水滴的时间间隔为T ，则
21
(4)2
h g T =
第二滴水滴离水龙头的距离
2219
(3)216
h g T h =
=； [2]从第一滴水滴离开水龙头开始计时，到第n 滴水滴落到盘中，秒表测得时间为t ，则：
(3)n T t +=
又：
21
(4)2
h g T =
解得：
2
2
(3)8h n g t
+= 四、解答题：本题共3题
18． (1)26.2510s -?(2)8 m /s v ≤
【详解】
(1)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图所示
由几何关系可得
R1=0.6m，∠PO1Q=150?
由牛顿第二定律得
2
1
1
1
mv
qv B
R
=
1
1
2πR
T
v
=
解得运动时间
2
150
36
6.2510
s
t T
?
?
-
==?
(2)若带电粒子不从x轴射出，临界轨迹如图所示
由几何关系得
22
sin
OP
R R L
θ
+=
解得
核电科普知识竞赛题库 第一部分：基本原理和知识 1、原子核中没有（）。 A、中子 B、质子 C、电子 2、核能分为核裂变能和核聚变能两种，是通过（）释放出的能量。 A、物理变化 B、化学变化 C、原子核变化 3、1946年，我国物理学家（）在法国居里实验室发现了铀原子核的“三裂变”、“四裂变”现象。 A、钱三强、何泽慧 B、钱三强钱学森 C、钱学森何泽慧 4、以下哪个是自然界存在的易于发生裂变的核素：（）。 A、铀-235 B、铀-233 C、钚-239 5、1942年以物理学家恩里科·费米为首的一批科学家在（）建成了世界第一座核反应堆，实现了可控的核自持链式裂变反应。 A、美国芝加哥 B、英国伦敦 C、德国柏林 6、当一个铀-235原子核在吸收了一个能量适当的中子后，这个原子核由于内部不稳定而分裂成两个或多个质量较小的（），这种现象叫做核裂变。 A、原子核 B、中子 C、质子 D、电子 7、原子核由（）组成。 A、中子和质子 B、中子和电子 C、质子和电子 D、质子、中子和电子 8、1905年，（）在其著名的相对论中指出，质量只是物质存在的形式之一；另一种形式就是能量。质量和能量相互转换的公式是：E=mc2。 A、爱因斯坦 B、玛丽·居里 C、哈恩 D、施特拉斯曼 9、意大利物理学家（）在1934年以中子撞击铀元素后，发现会有新的元素产生。 A、贝特 B、阿斯顿 C、卢瑟福 D、费米 10、1896年，法国科学家贝克勒尔发现了（）。 A、电子 B、放射性 C、 X射线 11、1898年，居里夫人发现了放射性元素（），她又通过艰苦努力，于1902年发现了另一种放射性元素镭。 A、铀 B 钍C、钋 12、1898年，居里夫人发现了放射性元素钋，她又通过艰苦努力，于1902年发现了另一种放射性元素（）。 A、铀 B 钍C、镭 13、1914年，物理学家（）确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子。 A、卢瑟福 B、伦琴 C、居里夫人 14、1932年，物理学家（）发现了中子。 A、查德威克 B、汤姆逊 C、居里夫人 15、1938年，德国科学家奥托·哈恩及其助手斯特拉斯曼在用中子轰击（）原子核时，发现了核裂变现象。 A、钍 B、铀 C、钚 16、1905 年，著名科学家（）提出了质能转换公式E=mC2（E为能量，m为转换成能量的质量，C为光速）。核能就是通过原子核反应，由质量转换成的巨大能量。
■文│上官志洪 张晓峰 黄彦君 我国现行核电厂放射性流出物的排放管理主要遵循国际上通用的可合理达到尽量低条件下的公众剂量约束管理，同时辅以明确的年排放总量管理要求，对于排放浓度的管理则是间接的，可操作性相对较差。随着我国核电产业的发展，内陆核电厂的建设势在必行，作为内陆核电厂受纳水体的河流或湖泊存在诸多的环境敏感点，特别是可能涉及公众饮用水的安全，因此核电厂液态放射性流出物的排放管理面临着更高的要求。 液态污染物控排手段 在污染物排放管理中排放浓度控制和年排放总量控制是两个最重要的管理指标。我国常规项目相关的污染物排放标准针对不同的区域环境特征，对每一类污染物的排放浓度均制定了明确的定量控制要求，同时对于一些重要的污染物则提出了更高的年排放总量控制目标。但是，我国现行的核电厂放射性流出物的排放管理与常规项目污染物的排放管理则稍有差别，核电厂放射性流出物的排放管理主要遵循国际上通用的可合理达到尽量低条件下的公众剂量约束管理，同时辅以明确的年排放总量管理要求，对于排放浓度的管理则是间接的，可操作性相对较差。其中对于核电厂液态放射性流出物的排放，要求必须实 现可控的槽式排放，监测合格后才允 许排放，同时在排放管线上实现两级 报警，将报警与自动锁闭排放管线相 连锁，避免误排放。 关于核电厂放射性流出物排放的 控制，我国现行法律和标准中提出了 明确要求。《中华人民共和国放射性 污染防治法》第四十条规定，向环境 排放放射性废气、废液，必须符合国 家放射性污染防治标准。《电离辐射 防护与辐射源安全基本标准》第8.6 条规定，向环境排放放射性物质时， 注册者和许可证持有者应保证，排放 不超过审管部门认可的排放限值， 包括排放总量限值和浓度限值；在 其所负责源的运行期间，应使所有放 射性物质的排放量保持在排放管理限 值以下可合理达到的尽量低的水平。 针对核电厂的专项环境标准《核电厂 环境辐射防护规定》（以下简称《规 定》）则明确针对核电厂正常运行的 流出物排放，首先从公众辐射剂量方 面提出了剂量约束管理的要求，其次 则规定了每一个核电厂址的各类放射 性流出物的年排放总量控制标准。但 对于公众所关注的流出物排放浓度的 控制，该标准给出了间接的控制要 核电厂污染控排 ◆田湾核电站
辩论赛:经济发展和环境保护应何者优先? 正方:环境保护应优先于经济发展 反方:经济发展应优先于环境保护 反方一辩陈述本方观点:从人类发展的终极目标看, 我们要彻底地解决环境问题, 必须要标本兼治。要治本,必须优先发展经济,从根本上优化经济结构堵住产生环境问题的源头,要治标,同样要优先发展经济,为解决眼前的环境问题提供技术、资金 等支持,只有这样,才能为人类生存和发展提供环境保障。正方一辩陈述本方观点: 经济发展是指社会能够提供丰裕的商品来改善人类的物质生活 , 环境保护则是采取一定的政策措施来保护生态平衡。经济要发展意味着企业需要更多的厂房与原材料来保障商品的供应——那便存在一个问题:自然分给人类的土地与原材料是有限 , 经济优先发展就一定会侵占原本不属于人类的自然资源。 二辩手盘问 :请问对方一辩,经济是一时之事,环境是万代之事,哪个重要? 经济发展慢了,人们还可以吃到饭,环境没了,还能生存吗? 反方一辩:不好意思对方辩友, 恐怕我们今天讨论的重点是优先权。并不是说 经济优先就不搞环保了, 只是环保处于较次的位置, 跟中国现状一样, 政策虽然说要重视环保, 但一般县区还是经济发展优先的, 也就有资本的大城市才比较重视搞环保,相信大家心知肚明 正方二辩:请问正方三辩, 如果发展经济优先的话, 很可能造成环境成本大于经 济效益的情况,这样的经济是发展还是倒退? 反方三辩:这种情况确实有存在, 但并不是每时每刻都存在。各个行业情况不同, 我们不能以偏概全。但按你的意思,这种情况下经济效益是负的, 那我们改行环境保护优先,就能转亏为盈?我不这么觉得。 反方四辩补充发言 :
发展核电是满足能源供给与保护环境的需要csh 能源是经济社会快速发展、居民物质生活水平提高不可缺少的要素。现代社会是一个能源的社会。国民经济和社会的快速发展，是能源需求不断增长的基本推动力。世界上的大多数国家，和中国一样，面临着共同的能源问题： 一是经济社会的发展对能源的需求量超过能源供给。全球对能源的需求量不断迅速增长，发展中国家和经济转型国家对能源需求量的增长速度超过工业化国家。中国人口多，工业化还没有完成，人均能源消费只有美国（工业化国家）人均能源消费的1/4左右。2002年我国能源消费总量为14.8亿吨标准煤，2009年中国能源消费总量为31亿吨标准煤，专家预测，2020年我国能源需求总量将达到40亿吨以上标准煤。我国已经成为世界最大（第二大？第一大？）能源消费国。
居住在地球上的每一个人每天都以各种不同的形式使用能源。能源的使用正是现代工业社会的核心所在。经济的快速发展必定对能源提出快速增长的要求，能源成为经济快速增长的瓶颈。主要表现在：一是经济社会的发展面临能源供需失衡的问题。能源需求量增长大的出现在发展中国家和经济转型国家，其它国家对能源的需求量同时也在不断增加，而以化石燃料为主的能源供给则是不可再生的，总量有限的。二是共同面临对国际能源的高价位问题。发达国家和发展中国家和经济转型国家都同样关注当今进口能源的高价位、主要是碳氢能源的高价位问题，能源的高价位对发展中国家和经济转型国家的发展带来巨大的压力。三是能源、特别是化石燃料的使用带来的环境问题。目前以化石燃料为主的能源结构形式与日益严重的环境问题密切相关。发达国家的注意力集中在能源使用带来的气候变化问题。科学家们预计，想要防止全球平均气温再上升2℃，到2050年，全球的温室气体减排量需达到1990年水平的80%。2009年12月7日—18日在丹麦首都哥本哈根召开的哥本哈根世界气候大会，就是解决能源使用带来的气候变化问题，主要焦点问题是温室气体减排的“责任共担”，被喻为“拯救人类的最后一次机会”的会议。这次会议达成一个新的应对气候变化的协议，并以此作为2012年《京都议定书》第一阶段结束后的后续方案。此次会议，主要讨论以下四点问题并达成协议1.工业化国家的温室气体减排额是多少？2.像中国、印度这样的主要发展中国
第三节和平利用核能1 一、教学目标 【情感态度与价值观】 感悟科学家身上开发和利用核能的探索精神。 【过程与方法】 在学习的过程中，提高自主学习能力。 【知识与技能】 （1）知道核反应堆、核燃料堆、控制棒和核电站。（2）知道柴薪时代、化石燃料时代。 （3）知道化石燃料、不可再生能源和可再生能源。（4）知道我国的化石燃料。 二、教学重点：核电站工作原理 三、教学难点：核电站工作原理 四、教学方法：视频与讲解相结合 五、课时安排：1课时
六、教学流程 注1：提问 在上节课中，我们看到了原子弹和氢弹爆炸给我们人类造成的巨大危害，那么如何来和平利用核能呢？ 注2：核电站工作原理 让学生观看视频“秦山核电站”的工作原理，了解核电站中的工作流程。同时为了加深学生对于核反应堆的了解，让学生在多媒体课件中进一步了解核反应堆、核燃料堆、控制棒等部件的工作原理。 注3：燃料时代 人类发明用火技术后，好几十万年中使用的燃料主要是植物，砍柴和收集干草成为人们日常生活不可缺少的一部分。科学家将这一漫长时期称为柴薪时代。 煤炭、石油和天然气都是地球早期生物遗骸经过长期地质演变的产物，所以科学家将它们统称为化石燃料。我们将这一个新的时代称为能源历史上的化石燃料时代。 注4：不可再生能源和可再生能源 化石燃料的形成需要经过漫长的时间，用掉了，短时间内不可能再生。所以我们把化石燃料称为不可再生能源。 可再生的、污染少的新能源。例如太阳能、风能、氢能……它们都属于可再生资源。
注5：我国化石燃料简介 通过让学生观看我国三大化石燃料的地图，了解我国的主要化石燃料的分布。 在三大化石燃料中，我国的煤炭储量最可观，储量达到1145亿吨，在世界各国中名列前茅。我国煤炭资源分布很广，全国各地都有可开采的煤矿，山西、陕西、甘肃和内蒙古是我国大煤田集中的省份。我国的重要油田有黑龙江省的大庆油田、辽宁省的辽河油田、山东省的胜利油田、甘肃的玉门油田、河北的大港油田和任丘油田、新疆的克拉玛依油田、吐鲁番——哈密油田和塔里木油田等。
因核电站的建造和运行而引起对周围环境的影响，以及为防治对环境的污染和破坏而采取的各种措施。包括核电站对环境的影响、核电站的环境标准、核电站的环境保护以及核电站对环境影响的评价等。 环境影响核电站对环境产生的影响有非放射性影响和放射性影响。非放射性影响主要是指化学物质的排放、热污染、噪声及土地和水资源的耗用等，类似火电站对环境的影响。核电站对环境的主要影响是产生放射性。电站核反应堆在运行过程中，由于核燃料裂变和结构材料、腐蚀产物及堆内冷却水中杂质吸收中子均会产生各种放射性核素。少量的裂变产物可通过核燃料元件包壳裂缝漏进冷却剂或慢化剂,排入环境。以一座100万千瓦的压水堆核电站为例，每年排入环境的放射性物质为:放射性惰性气体（如氙-133、氪-85等）、气溶胶氚200居里(1居里相当于3.7×1010贝可)和131I0.05～0.5居里;排入环境的放射性液、氚2000居里,其他核素（除氙以外）总放射性约为8居里;产生各种低放射性固体废物550米3，放射性含量2375居里。核电站反应堆发生事故时，大量放射性物质会通过各种途径排入环境。如1986年苏联切尔诺贝利核事故,仅4月26日一天就有20～22兆居里的放射性物质排入大气。反应堆排出的废液和废气中的放射性核素，通过各种途径，经过一系列复杂的物理、化学和生物的变化过程到达人体。以一座 100万千瓦压水堆为例，在居民所受到的剂量中，放射性惰性气体的贡献最大，居住在 100公里范围内的居民集体剂量负担为1.4人·雷姆／吉瓦·年,废气中的氚对1～100公里范围内的居民造成的集体剂量负担为0.04
人·雷姆／吉瓦·年。反应堆废液排放到用作生活水源的江河，其中氚直接摄入人体内。估计废物的氚造成的集体剂量负担为7人·雷姆／吉瓦·年。 环境标准为了限制核电站向环境排放放射性物质的量，尽量减少对环境的污染和破坏，减少对人体的危害，发展核电的国家都制定了严格的标准。中国国家环境保护局于1986年 4月23日发布了《核电厂环境辐射防护规定》（简称《规定》）。《规定》对核电站选址和正常工况及事故工况下的控制值分别要求：“核电厂周围应设置非居民区，非居民区的半径(以反应堆为中心)不得小于0.5km。核电厂非居民区周围应设置限制区,限制区的半径一般不得小于5km。” 核电站在正常运行工况下的剂量限值和排放量控制值是：每座核电站向环境释放的放射性物质对公众中任何个人（成人）造成的有效剂量当量，每年应小于0.25毫希（25毫雷姆）；每座压水堆型核电厂气载和液体放射性流出物的年排放量，除满足以上的规定值外，一般还应低于表1、2所列控制值。其他堆型的控制值根据具体情况另外确定。核电站在发生最大可信事故条件下周围居民接受有效剂量的限定值见表3。核电厂在事故工况下的环境评价标准见表4。 核电站环境问题
核能的利用和安全 摘要: 从19世纪以来,人类发现了核能之后,核能的利用开始进入人们的视野,可以作为最新型的大杀伤力武器和最清洁能源之一的它,人们对他的研究从未停止.方向主要有两个,一个主要是利用核能来产生电力,而另一方面,则是制造核武器..核能（或称原子能）是通过转化其质量从原子核释放的能量.是种目前为止能源利用率较高和最为清洁的能源之一,而核武器是利用原子核裂变或聚变反应，瞬间释放出巨大能量，造成大规模杀伤和破坏作用的武器。 关键词: 核能,核武器,原子能,核裂变,核聚变,能量,核事故 正文: 核能（或称原子能）是通过转化其质量从原子核释放的能量，核能通过三种核反应之一释放：1、核裂变，打开原子核的结合力。2、核聚变，原子的粒子熔合在一起。3、核衰变，自然的慢得多的释能形式。 核武器 在核能被发现之后,首先使用的是制造核武器,核武器是战略威慑和扼制常规战争的主要手段，例如原子弹、氢弹、中子弹等.核能是核裂变或聚变反应释放的巨大能量，例如1克铀在裂变时，它的原子核产生的爆炸力相当于20吨 TNT炸药的能量。因此具有很高的利用价值。 目前来看,一旦发生核战争，全球的各种核武器足以毁灭整个地球，因此这样的“核战争”中没有赢家，只有自我毁灭。核武器即使在战争中不直接使用，也在高科技局部战争中起着重要的威慑作用。美国于1945年8月6日和9日先后在日本的广岛和长崎投下了两颗原子弹，示了原子弹空前的杀伤和破坏力,而到目前为止,日本也是唯一一个在战争中遭受到核打击的国家.
原理: 核武器是指利用核裂变或聚变反应释放的巨大能量而产生爆炸 作用，核武器爆炸，不仅释放的能量巨大，而且核反应过程非常迅速，微秒级的时间内即可完成。因此，在核武器爆炸周围不大的范围内形成极高的温度，加热并压缩周围空气使之急速膨胀，产生高压冲击波。地面和空中核爆炸，还会在周围空气中形成火球，发出很强的光辐射。核反应还产生各种射线和放射性物质碎片；向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用，造成电流的增长和消失过程，其结果又产生电磁脉冲。这些不同于化学炸药爆炸的特征，使核武器具备特有的强冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和核电磁脉冲等杀伤破坏作用。 威力: 然而，核武器却是恐怖的，据联合国和日本1986年在北京共同举办的《核战争威胁与核能和平利用展览》介绍,广岛原子弹爆炸时,"在一二秒钟内,全市40%的地方变成了焦土,92%的地方不能辨出原来的面貌.一年后,广岛宣布有118661人死于此次轰炸……至今为止,死于此次轰炸的人数已超过20万名."长崎原子弹眨眼之间毁坏了三分之一个城市.在这次轰炸中,有7.4万人死亡,7.5万人受重伤.在伤亡人员中,很多人就是受到放射性沾染的伤害。然而按今天核武器的破坏力来衡量,广岛,长崎原子弹都是原始核武器,其破坏能力也都是最低 限度的..由于核武器的杀伤力极大,造成的毁灭性效果并非人类所能 承担的,因此,目前世界上的核武器多起震慑作用,而并未实际投入到 战争当中去. 核能发电(核电站): 任何东西都有它的两面性，核能也不过如此。虽然核武器给人类带来了巨大的恐慌，但它所蕴含的巨大的能量也让人人们看到了有利的一面。我们目前处于和平年代,核武器并没有投入到战争当中去, 但这不代表我们没有对核能的继续研究,因为核能也能和平地利用, 造福于人类,利用核能发电的核电站就是其中的手段之一. 核能发电,就是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外（见轻水堆），其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，
新能源与环境保护论文 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
题目：新能源与环境保护 学生姓名：朱健 专业班级：14能动2 学号： 学院：冶金与能源学院 新能源的与环境保护 朱健 （华北理工大学，唐山，063200） 摘要 中国的能源发展面临资源，环境，经济和社会等诸多问题，形势不容乐观，面对人均能源资源减少，资源分布不均，环境污染严重，经济对能源依赖程度高的现实国情，要实现以较少的能源消费增长满足较高的经济增长需求，从根本上需要依靠能源生产和使用技术的提高，提升能源效率，降低能源成本，建立节约型能源，清洁型能源，鼓励新能源，提高环保水平，新能源的发展能有效的改善环境，是环境保护中必不可少的一部分。 关键词：新能源；环境保护 1中国能源与环境现状 改革开放30年来，能源在满足经济社会持续较快发展的同时，清洁化发展也取得了巨大成就。到2020年非化石能源占一次能源消费比重提高到15%,而"十二五"时期,我国非化石能源占一次能源消费比重从2010年的%提高到2015年的12%。 能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，环境则与人类社会生存和发展的质量密切相关。能源是环境的核心问题，而能源利用是引起环境变化的主要原因。可以说任何一种能源的开发利用都会对环境产生影响，其中又以化石能源为代表的非清洁能源最为严重。我们可以认为全球生态环境恶化的直接原因就是人类活动。 随着能源消费量的不断增加，全球能源消费结构也在经历不断变革。我国2016年全年能源消费总量亿吨标准煤，比2015年增长%。煤炭消费量下降%，原油消费量增长%，天然气消费量增长8%，电力消费量增长5%。煤炭消费量占能源消费总量的62%，比2015年
核能的开发利用及对环境的污染 能源是人类社会和经济发展的保障性资源，同时能源问题也是世界性的问题。目前人类所使用的能源主要是化石能源，自19世纪70年年代产业革命以来，化石燃料的消费量急剧保持增长，90%以上的世界经济活动所需的能源都依靠化石能源提供，由于大量消耗，这类资源正趋于枯竭；同时化石燃料的大规模利用也带来了严重的环境污染，导致了温室效应和全球气候变暖等一系列环境问题。能源危机与环境危机日益紧迫，寻找新的清洁、安全、高效的能源是人类所面临的共同任务。 现代社会中，除了煤炭、石油、天然气、水力资源外，还有许多可利用的能源，如风能、太阳能、潮汐能、地热能等等，但是由于技术问题和开发成本等因素，这些能源很难在近期内实现大规模的工业生产和利用；而核能是一种经济、安全、可靠、清洁的能源，同各种化石能源相比起来，核能对环境和人类健康的危害更小，这些明显的优势使核能成为新世纪可以大规模使用的安全和经济的工业能源。从20世纪50年代以来，前苏联、美国、法国、德国、日本等发达国家建造了大量的核电站，由于核电具有巨大的发展潜能和广阔的利用前景，和平发展利用核能将成为未来较长一段时期内能源产业的发展方向。 一．核能发展的简单历程 人类对核能的现实利用始于战争。核能的战争用途在于通过原子弹的巨大威力损坏敌方人员和物资, 达到制胜或结束战争的目的, 目前人类对核能的开发利用主要是发展核电, 相对与其他能源, 核能具有明显的优势。核电站的开发与建设开始于20世纪50年代，1954年，前苏联建成电功率为5000kW 的实验性核电站；1957年，美国建成电功率为9万kW 的希平港原型核电站；这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。国际上把上述实验性和原型核电机组称为第一代核电机组。 20世纪60年代后期以来，在试验性和原型核电机组基础上，陆续建成电功率在30万kW 以上的压水堆、沸水堆、重水堆等核电机组，它们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，使核电的经济性也得以证明：可与火电、水电相竞争。20世纪70年代，因石油涨价引发的能源危机促进了核电的发展，目前世界上商业运行的四百多座核电机组大部分是在这段时期建成的，称为第二代核电机组。 第三代核电设计开始于20世纪80年代，第三代核电站按照URD或EUR 文件或IAEA 推荐的新的安全法规设计，但其核电机组的能源转换系统（将核能转换为电能的系统）仍大量采用了第二代的成熟技术，预计一般能在2010年前进行商用建造。从核电发达国家的动向来看，第三代核电是当今国际上核电发展的主流。 与此同时，为了从更长远的核能的可持续性发展着想，以美国为首的一些工业发达国家已经联合起来组成“第四代国际核能论坛”（GIF），进行第四代核能利用系统的研究和开发。第四代是指安全性和经济性都更加优越，废物量极少，无需厂外应急，并具有防核扩散能力的核能利用系统，其目标是到2030 年后能进行商用建造。 二．核能的利用现状与核电的发展 1954年前苏联世界建成第一座发电功率为5000KW 的试验性核电站, 美国则在1957年12月建成了发电功率达90000KW的希平港压水堆核电站。20世纪60年代到70年代, 是世界各国经济快速发展时期, 电力需求也以十年翻一番的速度迅速增长, 此时, 核电的安全性和经济性得到验证, 相对于常规发电系统的优越性鲜明地显现出来, 给核电发展提供了一个广阔的市场。核电迅速实现了标准化、批量化的建设和发展。 国际原子能机构公布的一份报告显示, 立陶宛核能发电在全国发电总量中所占的比重接近80%, 这一比重在世界上是最高的。在世界主要工业大国中, 法国核电的比例高, 核电占国家总发电量的78%, 位居世界第二, 日本的核电比例为40%, 德国为33% , 韩国为30% , 美国为22% , 而我国仅为2%右, 发展空间很大。
维普中文科技期刊全文数据库(中国最大的数据库)https://www.doczj.com/doc/5713024375.html,/ 核电是一种清洁、安全、技术成熟、供应能力强、能大规模应用的发电方式，国际核能的应用经历了 对核电机组的从第一代到第三代不断改进的过程，目前，国际第四代核能利用系统研究提出了反应堆设计和核燃料循环方案的新概念，我国核电已由起步进入发展阶段，具有自主设计建造第二代核电的能力，我国已做出积极推进核电发展的重大决定，加快我国核电建设，提高核电在电力供给中的比重，这将有助于缓解电力增长与交通运输、环境保护的矛盾，核能利用的发展前景将越来越广阔。关键词：核能应用；前景展望；核电发展 核能利用是解决能源问题必由之路，它在能 有希望在将来彻底解决人类对能源的需求。然 而，核能的开发利用是一个循序渐进的长期进 程，按其科技难度和实现产业化的前景展望，大 致可分为三个阶段：第一阶段是热中子反应堆， 第二阶段是快中子增殖堆，第三阶段是可控聚变 堆。这三阶段需要互相衔接和交叉，逐步进入实 用，实现产业化。 积极发展核电，因为核能有其无法取代的下 列优点： (1)核能是地球上储量最丰富的能源，又是 高度浓集的能源。1t金属铀裂变所产生的能量， 相当于270万t标准煤。地球上已探明的核裂变 燃料，即铀矿和钍矿资源，按其所含能量计算， 相当于有机燃料的20倍，只要及时开发利用， 便有能力替代和后续有机燃料。更进一步说，地 球上还存在大量的聚变核燃料氘，能通过聚变反 应产生核能。1t氘聚变产生的能量相当于1100 万t标准煤，氘即重水中的“重氢”，普通水中有 七千分之一的重水，故地球上存在约40万亿t 氘。所以聚变反应堆成功以后，能源真可谓取之 不尽，用之不竭，人类将不再为能源问题所困扰。 (2)核电是清洁的能源，有利于保护环境。 目前世界上大量燃烧有机燃料的后果是足堪忧虑 的。燃烧后排出大量的二氧化硫、二氧化碳、氧 化亚氮等气体，不仅直接危害人体健康和农作物 生长，还导致酸雨和大气层的“温室效应”，破 坏生态平衡。比较起来核电站就没有这些危害。 核电站严格按照国际上公认的安全规范和卫生规 范设计，对放射性三废，原则上是回收处理储 存，不往环境排放，排往环境的只是处理回收后 残余的一点尾水尾气，数量甚微，对环境没有实 质性的影响。
什么是核能及核能的利用 关键字：核能利用、核能现状、核能发展、核能简介 引言 人类的一切活动都离不开能源，能源是发展工业、农业、国防、科学技术和提高人民生活水平的重要基础。1939 年原子核裂变的发现，开辟了核能利用的新时代.。特别是在能源结构从石油转入非油能源的新时期里，核能被认为是解决世界能源短缺的一种重要途径，可开发的核燃料资源所提供的裂变能、聚变能，可供人类大规模长时期的利用。核能具有独特的优越性，开发和利用新型的核能源是人类社会生存发展的必然趋势。近年来，大力发展核电是许多国家在研究本国能源现状和前景之后,所采取的一种比较普遍的基本政策。 1、核能简介 1.1核能的发现 核能的发现凝聚了众多科学家的智慧和汗水。1932年，英国物理学家查德威克发现了中子，为人类提供了打开核能利用大门的一把钥匙，1939 年，费米利用中子轰击铀发现反应能产生中等重量的元素，居里夫人的女儿伊伦·居里进行了类似的研究，但得到了不同的反应产物。德国科学家哈恩重复他们的实验，证实中子轰击铀能产生重量为铀一半的元素，并确定它是钡，他的进一步工作证实了伊伦·居里实验的产物是镧。接着，流亡瑞典的奥地利女科学家迈特纳提出了铀核裂变的概念,并指出裂变能放出能量。为了能持续地放出核能,匈牙利物理学家西拉德最先考虑了链式反应发生的可能性。1939 年约里奥·居里夫妇等人，通过实验发现一个铀核(U - 235)裂变会释放出2—3个中子,用实验证实了链式反应的可能性。1941年12月到1942年12月,费米领导一批物理学家在芝加哥大学斯塔克运动场的西看台下，成功地建造了世界上第一座原子核反应堆，发出了200W的电，解决了受控自持链式反应的众多技术问题，这标志着核能和平利用时代的到来【1】。 1.2核能的利用原理 核能，由于原子核内部结构发生变化而释放出的能量。其是通过转化其质量
第一节能源家族习题精选 维度&基础知识 1．凡是能够提供________的物质资源都可以叫做能源。我们常见的煤、石油、天然气被称为________。 2．________统称为一次能源，如：________、________；________称为二次能源，如________、 ________。 3．由生命物质提供的能量叫做________，人们利用了它里面存储的________能。 4．短期内不可能从自然界得到补充的能源叫做________，如________、________；能够从自然界源源不断地得到补充的能源叫做________，如：________、________、________。 5．关于能源的说法，正确的是（） A．煤，石油，天然气以及水能，风能，太阳能是一次能源 B．核能，电能，地热能是二次能源 C．煤是世界上许多国家的主要能源 D．生物质能是一次能源 6．关于能源的说法，正确的是（） A．化石能源是不可再生能源 B．核能是可再生能源 C．一次能源中只有石油，煤和天然气 D．二次能源中只有电能和核能 维度&能力提高 7．太阳能把地面的空气晒热，太阳能转化为________能；空气流动成风，又转化为________能；植物吸收太阳能，发生光合作用，太阳能转化为植物的________能；古代植物在地质变迁中变为煤、石油、天然气，转化为这些燃料的________能。 8．下列能源中属于一次能源的是（） ①风能②地热能③电能④核能 A．①②③④ B．①②③
C．①②④ D．②③④ 9．下列属于不可再生能源的是（） ①石油②太阳能③天然气④生物质能 A．①② B．②③ C．③④ D．①③ 维度&探究应用 10．阅读文章并回答文后问题。 变废为宝的生物质能 生物质是地球上最广泛存在的物质，它包括所有动物、植物和微生物，以及由这些有 生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。各种生物质都具有一定的能量。以生物质为载 体、由生物质产生的能量，便是生物质能。 生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式。它直接或间接来源于 植物的光合作用。地球上的植物进行光合作用所消费的能量，占太阳照射到地球总辐射量的0.2％。这个比例虽不大，但绝对值很惊人：光合作用消费的能量是目前人类能源消费总量的40倍。可见，生物质能是一个巨大的能源。 人类以柴薪为能源，历史长达百万年。作为可直接利用的燃料，柴薪利用贯穿着整个人类的文明发展史。除柴薪的直接燃烧外，生物质能的转化利用技术还有沼气生产、酒精制取、木制石油、生物质能发电等。 一、生物质能的来源 柴薪至今仍是许多发展中国家的重要能源。但由于柴薪的需求导致林地日减，应适当规划与广泛植林。 牲畜粪便牲畜的粪便，经干燥可直接燃烧供应热能。若将粪便经过厌氧处理，可产生甲烷和肥料。 制糖作物制糖作物可直接发酵，转变为乙醇。 城市垃圾主要成分包括：纸屑（占40％）、纺织废料（占20％）和废弃食物（占20％）等。将城市垃圾直接燃烧可产生热能，或是经过热分解处理制成燃料使用。
第8节核能的利用 学习目标： 1、知道原子核的裂变和聚变是获得核能的两种方式。 2、了解和平利用核能的方式。 3、了解核能和平利用的进展和核能的优点，以及核能开发所带来的问题。[来源:学_科 _网] 学习重点及难点： 重点：获得核能的两种方式，和平利用核能的方式。 难点：核能开发。 学习过程： 问题导学： 通过介绍二战末美国在日本广岛、长崎投下了两枚原子弹和两图片引出核变。（也可以顺便介绍一下福岛核电站的事件） 一、裂变和聚变 （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，并释放出能量的过程。 举例：中子轰击铀235产生核能p110图3-27 链式反应（chain reaction）：如果产生的中子继续轰击其他铀核，就会导致一系列铀核持续裂变。 原子弹——根据核裂变的原理制成。属于不可控制的链式反应的结果！ （2）核聚变——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。 举例：氘核和氚核在超高温下聚合成氦核，同时放出大量能量。 由于聚变反应需要在很高的温度下才可发生，所以也叫热核反应。 氢弹――根据核聚变的原理制成。威力比原子弹还大。 设疑：核能这么巨大，难道只能用于战争吗？如何才能有效地控制核能的释放？ 二、核能的和平利用――核电站 讲授：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。
可介绍如何控制核裂变的反应速率（如右图） 核电站――利用原子核裂变时产生的大量热量，使水 变成蒸汽，推动汽轮机运转，再带动发电机发电。 如图所示 [来源:Z#xx#https://www.doczj.com/doc/5713024375.html,] [来源:学§科§网Z§X§X§K] 图一：秦山核电站图二：核电站示意图思考：根据图二，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 三、放射线 讲授：核变过程中除了放出大量热量外，同时也会放出许多肉眼无法看见、能量很高的射线，如以下三种： α射线：带2个单位正电荷，是氦原子核 β射线：带1个单位负电荷，是高速的电子流 γ射线：电中性 放射线的益与害： 大剂量的放射线对人畜会造成伤害，但较小的量并加以控制 则可以为人类做许多的事，举例说明。 随堂练习： 一、填空题 1.原子核由和组成. 带正电荷,电量跟所带负电荷电量相等; 不带电,
第4节 核能的利用与环境保护 三维教学目标 1、知识与技能 （1）知道什么是核反应，会写出人工转变方程； （2）知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物质的主要不同点； （3）了解放射性在生产和科学领域的应用； （4）知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了解防范放射线的措施，建立防范意识。 2、过程与方法：渗透和安全地开发利用自然资源的教育。 3、情感、态度与价值观：培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力。 教学重点：人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律。 教学难点：人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律 教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具： （1）挂图，实验器材模型，课件等； （2）多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。 （一）引入新课 前面已经学习了核反应的一种形式：衰变。本节课我们要学习核反应的另一种形式：人工转变以及人工转变产生的放射性同位素的应用和核辐射的防护。 （二）进行新课 1、核反应：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。在核反应中质量数守恒、电荷数守恒。 人工转变核反应方程： H O He N 1117 84214 7+→+ n C He Be 101264294+→+ 例如：写出下列原子核人工转变的核反应方程。 （1）1123Na 俘获1个α粒子后放出1个质子 （2）1327Al 俘获1个α粒子后放出1个中子 （3）816O 俘获1个中子后放出1个质子 （4）1430Si 俘获1个质子后放出1个中子 理解并记住核反应方程，通过方程理解核反应中遵循的规律。 2、人工放射性同位素 （1）放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。 （2）人工放射性同位素 Al He P （3）人工放射性同位素的优点：放射强度容易控制；形状容易控制；半衰期短，废料容易处理。 （4）凡是用到射线时，都用人造放射性同位素。
第3章第8节核能的利用（九上） 科学组王玲玲 一、教学分析 （1）教学内容：在全面推进素质教育的今天，教学中做到“授人以鱼，不如授人以渔”这句话显得更为突出，更有时代意义。怎样让我们的学生自己能学，自己能解决理论和实际的问题是我们教学的最终目的。对于新教材在知识的安排出现了较大的改动，对知识的体系化要求更高，本节内容安排在《能量的转化和守恒》中符合学生的知识要求和求知方向，把神秘的“核能”纳入到电能、机械能、内能的知识体系中，让学生体会到核能时代的来临，升华了学生的求知欲望。可以加深学生对本节上部分已学知识的深化和对能量的转化和守恒的理解，在此基础上来学习下册的能源问题显得很自然，能更好的理解我国在能源上的战略。可知本节内容在知识容量上来衡量的话，知识比较单一，如果能把上下知识进行串联和在课本内容上加以充分应用和深入分析，则对学生的科学知识的培养、对科学的兴趣会有很好的效果。 （2）重点：裂变和聚变的异同，核电站的工作原理 难点：对核能的理解，核电站的工作原理 （3）教学目标：①掌握获得核能的两种途径 ②用辨证唯物主义的观点看待和平利用核能 ③了解我国核能的发展历史、现状和前景，培养学生的爱国情 感和环境保护的意识 （4）教学准备：化学反应的模型图片原子弹和氢弹的爆炸图片 核电站的图片射线的应用场景
二、教学过程 新课引入：请各小组同学将自己查阅的有关核能的资料与同组成员进行讨论，并对难以明白的内容加以记录（之前布置查找资料和怎样用百度搜索）。（5分钟后，各小组讨论和记录完毕，教师要求各组汇报讨论中的疑问，在纵多的问题中教师要进行筛选部分。） 1、原子弹和氢弹的威力为什么大的惊人？ 2、核电站是通过怎样发电的？ 3、核电站会像原子弹那样爆炸吗？ 4、什么是核反应？ 5、核辐射怎样防护？ 6、我们国家的原子弹多吗？氢弹有吗？哪种威力大？ 讲述：同学们查阅资料的能力很强，同时提出的问题也很吸引其他同学和老师，你们想要问题的回答，也是我们这节课将要学习的（板书：核能的利用）新课教学：出示二战期间“小男孩”和“胖子”炸毁广岛和长崎的资料照片，请学生针对照片中的情景发表自己的评论（评论的落点：1、巨大的能量是释放形式是怎样的；2、这些能量若被我们利用可以创造多少的财富） 讲述：同学们的评论很丰富，从图片中我们看到原子弹的威力很大，可以说是毁性的，大家一定感到疑惑，威力为什么会如此巨大？是怎样产生的？（激发学生的求知欲） 复习：化学反应的本质是什么？（用模型结构复习原有知识，用已知知识为切入点，学生接受更自然） 思考：上述反应中存在怎样的能量变化？原子核内部有变化吗？
原子能发电 （一）核电站的特殊优点 随着工农业生产突飞猛进地发展，电力的消耗量与日俱增。据有人估计，目前世界上能源的消耗是每八到十年就要翻一番。目前每年消耗的各种能源折合成煤，大约每年要消耗九十亿吨煤。据估计到2000年以后，每年大约要消耗三百五十亿吨煤。所以，积极发展新的能源便具有极为重要的政治、军事和经济上的意义。原子能电站，也就是通常说的核电站，就是当前比较现实的能提供新能源的重要途径。目前世界上已经有二、三十个国家，建成了二、三百座核电站，总发电功率为一亿多千瓦。尚有数百座总功率达几亿千瓦的核电站正在建设之中，估计到本世纪末，将有一半以上电站是靠原子能发电的。 核电站究竟有什么独特的优点呢？ 我们知道普通的火力发电厂，是利用煤或者石油燃烧发出的热量，使锅炉里产生大量高压蒸汽，利用这蒸汽推动气轮机高速转动，从而再带动发电机转动发出电来。 核电站中的裂变反应堆就相当于火力发电厂的锅炉，只不过燃烧的不是煤或石油，而是铀原子核。我们利用铀原子核在反应堆里进行链式反应，由裂变过程产生的裂变碎块以极大的动能转变为热能。此外，裂变过程中释放的中子以及γ光子等射线的能量也转化成热能。当我们用重水或普通水（轻水）通过堆中心裂变反应区时，就把这热能带出来，去推动透平（汽轮机），再推动发电机发电。 核反应涉及的是原子核的变化，从质量亏损来说，要比普通化学反应大几百万倍到一千万倍，因而裂变过程释放能量也就比化学反应过程的能量大好几百万倍。一公斤铀235全部裂变时放出的原子核能就相当于2，500吨好煤燃烧时放出的热量。例如，据目前设计的五百万千瓦超级核电站，在它的堆芯活动区只需要360公斤的铀235，而这仅仅是反应堆的一次投料，即达到临界体积所要求的数量。一般一次投料可以烧好长好长时间，一年也只要补充若干铀的燃烧棒就可以。即使全世界所有发电站都改成原子能发电，每昼夜也只是烧几千公斤铀235。象上海这么大的城市，一天一夜烧几公斤铀235就足够了，但是目前烧的是煤或石油，那就不得不每天用巨轮或者许多列火车不停地运输才能满足需要。 由于核电站免去了一般电站的繁重运输任务，所以核电站可以建在交通不便、缺乏燃料的偏僻山区。同时由于核电站裂变反应根本不象普通电站烧煤那样需要氧气，所以只要有充足的水源，即使空气稀薄、交通极为不便的青藏高原也可以建堆。核电站是利用裂变得到能量，不象火力发电厂烧大量煤，造成黑烟滚滚污染空气，所以核电站比烧煤电站干净，核电
核电站环境影响与安全 摘要根据国家能源发展的中长期规划,我国未来十年将有大批核电建成投产。介绍核电运行的基本原理,分析历史上的重大核泄漏事故的原因及危害,讨论核电站的辐射等因素对周围环境与人员的影响,以及为保证核电站的安全所采取的部分保障措施。 关键词核电站;核事故;核安全;核辐射 核能是一种经济的能源。来自欧盟的报告显示,欧洲通过比较各种燃料循环的外部成本得出的结论是:燃煤和燃油发电,相关的外部成本5美分左右,天然气约1美分,核电的平均成本在0.35美分左右。我国第一座自己研究、设计和建造的核电站是秦山核电站,该电站于1984年破土动工,1991年12月15日并网发电,从那时起走到今年,我国投入运行的核电装机只有908万千瓦,即未来十年的核电装机量将比现阶段总量大的多。 核电站大体可分为相对独立的两部分:一部分是利用核能生产蒸汽的核岛,包括反应堆装置和一回路系统;另一部分是利用蒸汽发电的常规岛,包括汽轮发电机系统。核电站用的燃料是铀,铀是一种很重的金属。用铀制成的核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器通过热交换使二回路内产生蒸汽,蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转,电就源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。这就是世界上最普及的压水反应堆核电站的工作原理。 从第一座反应堆运行至今出现过三哩岛核事故和切尔诺贝利核事故两次重大核事故。1986年4月26日,前苏联切尔诺贝利核电站研究人员在做一次安全实验时,切断了反应堆所有的安全措施,却又要启动反应堆,这个实验方案严重违反了安全规程,制订的计划又极不认真,极不负责。这个试验造成第四号反应堆大厅起火,并发生化学爆炸,反应堆厂房顶盖被炸掀,放射性物质随着蒸汽和烟云进入大气,造成了对周围环境的严重污染。事故当时有2人被炸死,1人死于心脏病,救火中有29人受辐射损伤,其中28人因患急性放射性病致死。事故后周围30公里范围内撤离了21万居民。这是一次严重的责任事故,而且前苏联开发的这种石墨水冷堆具有较大的缺陷,它有一段正温度系数的正反馈工作区。在该工作区时温度增加后核反应会加剧而不是减慢,这在反应堆的设计上是不能允许的。另外,切尔诺贝利核电站没有绝大多数核电站具有的安全壳,这也使该事故危害加大。 三哩岛和切尔诺贝利核电站事故,促使有核电站运行的所有国家重新仔细检查了核电站的基本安全特性。通过经验教训分析反馈,促进了更先进的反应堆的研究与开发工作,以提高核反应堆的安全性和可靠性。这两次事故也促进了正在运行的核电站安全可靠性的提高。核电其实是一种安全性能好的能源,采取了各种安全措施,并且正确的选择核反应堆的堆型,就可以做到核电站发生事故的机率为4×10-6/堆·年,即100个核电站运行2500年,才有可能发生一次堆芯熔化的事故。而且随着时代的发展和科技的进步,人们还可以进一步地减小这一机率。即
4.4核能利用与环境保护 （一）知识与技能 1.知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。2．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。 （二）过程与方法 通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力 （三）情感、态度与价值观 1．通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科学。 2．认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。 教学方法:教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具：多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。 课时安排:1 课时 教学过程 （一）引入新课 教师：1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了7年。学生：学生认真仔细地听课 点评：通过介绍我国第一氢弹爆炸，激发同学们的爱国热情。 （二）进行新课 1、核电站 核核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用？ 铀棒由浓缩铀制成，作为核燃料。 控制棒由镉做成，用来控制反应速度。 减速剂由石墨、重水或普通水（有时叫轻水）做成，用来跟快中子碰撞，使快中子能量减少，变成慢中子，以便让U235俘获。 冷却剂由水或液态的金属钠等流体做成，在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出，确保反应堆的安全。 学生回答：水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，防止核辐射。
核能发电的优点、缺点？ 优点：①污染小；②可采储量大；③比较经济。 缺点：①一旦核泄漏会造成严重的核污染；②核废料处理困难。 点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。 补充：了解常用裂变反应堆的类型：秦山二期、大亚湾二期是压水堆，秦山三期是沸水堆。 教学体会 本节课虽然教学要求不高，但却是开展中学科技教育活动的生动内容。然而课本的编写，却限于篇幅等因素的影响，存在正如爱因斯坦所说的问题：“科学结论几乎是以完成的形式出现在读者面前，读者学生体验不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程也很难达到清楚地解释全部过程。” 在课堂教学过程中，结合内容的讲授，以史为鉴，虽着墨不多，却寓意深远，本材料正是以此为设计思想的：沿着科学家的足迹，剖析科学家的思维，领略科学家的创造；激发同学们的兴趣，培养同学们的能力，陶冶同学们的情操。 附： [1]投影材料一 时间人物事件 指出：中等大小的原子核结合最紧密，核裂变或轻核聚变都会放出 20年代阿斯顿 能量，核聚变放出的能量比裂变大许多 1920年爱丁顿猜测：太阳的能量来自亚原子粒子的相互作用 1926年爱丁顿指出：太阳总体积具有2000万度的高温和极高的密度。 指出：太阳总体积的60％是氢气，如果太阳的能量真是依靠核反1929年罗素 应的话，那么这种核反应只能是氢气的聚变。 1938年贝特证明：太阳的能量确实是靠氢气的聚变来维持的。 [2]投影材料二 事件人物事件 1933年科学家们在实验室中首次观测到核聚变就是氘的聚变 1934年卢瑟福用氘核去轰击氘靶产生了氚，发现氚聚变温度比氘更低。