九年级物理第二十二章能源与可持续发展第2节核能PPT课件新人教版

地球上的能源是否是无尽的呢？
二、人类利用能源的历程
钻木取火这项技术的出现，
使人类实现了从利用自然火到利
用人工火的转变。开启了人类以
柴薪为主要能源的时代。 柴薪主要通过砍伐森林获得， 大面积的砍伐森林严重破坏地球 的生态平衡。同时由于燃烧柴薪
获取能量的效率较低，人类仍需
要开发其他的能源。
蒸汽机的发明令人类成功地 将燃烧获取的内能转化为机械能。 实现了以机械动力大规模代替人 力和畜力的新时代，人类的主要 能源从柴薪转向热值更高的煤。 煤、石油、天然气是千百万 年前埋在地下的动、植物经过漫 长的地质年代形成的，所以称为 化石能源。
如果把全世界的能源消耗量折合成热值为 2.93×107 J/kg的标准煤来计算，1950年为26 亿吨， 1987年为110 多亿吨，2003年接近140 亿吨，2007年 达到160 亿吨。
化石能源是现代人类文明所需的主要能源。由 于其属于 不可再生 的资源，所以总有使用殆尽的一 天。 而且在开采化石能 源的过程中因意外而对 环境的破坏也十分严重。 所以开发新能源、更好 地利用已知能源是全球 范围的重要课题。 20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释 放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新 能源利用的序幕。
三峡水电站是如何发电的呢？
三峡水电站的发电原理
提高上游水位增 加水的 重力 势能 发电机在水轮机 的带动下旋转发 电（能的转化过 程）
高水位的水快速 向下流推动水轮 机转动（说出能 的转化过程）
电能只是人类生活、生产活动中广为使用的能 量的一种。人类的生活、生产活动，无法离开能量 的使用。
一、能源概念
课堂小结
一.能源的概念
二.能源的分类
动手动脑学物理

2.(新情境·安全与健康)(新独家原创)不顾国际社会的强烈抗 议,2023年8月24日中午12点,日本正式启动核污染水排海工 作,将福岛核电站存储的核污染水从海底管道直接排放入 海。下列关于核能的说法中正确的是( C ) A.核能是可再生能源 B.核电站可能会造成核污染,所以不要发展核电事业 C.核电站是利用原子核裂变释放的能量来发电的 D.核污染水排放后会随洋流迅速蔓延,说明分子在永不停息 地做无规则运动
8.(新课标·科学论证)(2023辽宁鞍山中考,17,★☆☆)核电站 通过核反应堆中的核 裂变 (选填“聚变”或“裂 变”)来加热水,将核能转化为水蒸气的 内 能,再通 过汽轮机转化为机械能,最后带动发电机转动转化为电能,电 能属于 二次 (选填“一次”或“二次”)能源。 解析 核电站通过核反应堆中的核裂变来释放出核能,再通过 热交换器加热水,使水变为高温高压的蒸汽,将核能转化为水蒸 气的内能,再通过汽轮机转化为机械能,最后带动发电机转动转 化为电能,电能不能够从自然界直接获取,属于二次能源。
解析 目前核电站是利用核裂变释放的核能来发电的,故A 错误;根据核电站的发电过程可知,核能发电的能量转化是核 能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能,故B正 确;核能是清洁能源,但核废料能发射放射线,具有放射性,所 以核废料必须慎重处理,不能任意埋放,故C错误;核电站和原 子弹都是利用裂变的链式反应释放出巨大能量的原理制成 的,其中在核电站中链式反应的速度和规模是人为控制的,而 原子弹的裂变过程是不加控制的,故D错误。
这些棒之间有孔隙,“冷却剂”在孔隙间流动,把核反应释放 出来的热量带走,这些热量用来发电。
核反应堆中发生核反应时,每个铀235原子核捕获一个中子 发生裂变时要释放2~3个中子,所释放的中子又能够引起其 他的铀235原子核发生裂变。如果不控制核反应的剧烈程 度,核反应释放的热量就要失控。想要控制核反应的剧烈程 度,可以通过吸收一部分核反应产生的中子来实现,这个吸收 中子的装置叫“控制棒”。“控制棒”在“核燃料组件” 中的体积越大,吸收的中子数就会越多。

是:核能→水和蒸汽的内能→蒸汽轮机转子的机械能→电能。
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第2节 核能
(2017山东济南历城二模)(多选)著名核物理学家、“两弹一星”功
勋、中国“氢弹之父”于敏院士获2014年度国家最高科学技术奖。以
下说法中错误的有 ( )B
A.氢弹爆炸时释放了大量的核能(hénéng) B.氢弹爆炸运用了核裂变的原理
缺点 核泄漏对人员的影响一般表现在核辐射,放射性物质可通过呼吸、皮肤伤口及消化
道吸收进入体内,引起伤害
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第2节 核能(hénéng)
例1 (2017山东枣庄山亭月考)如图22-2-1所示为核电站发电流程图。 在发电过程中,下列所述能量转化顺序正确的是 ( B)
图22-2-1 A.核能→化学能→机械能→电能 B.核能→内能→机械能→电能 C.核能→机械能→内能→电能 D.核能→内能→化学能→电能
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第2节 核能(hénéng)
解析 核裂变释放的能量十分(shífēn)巨大,1 kg铀全部裂变,释放的能量超 过2 000 t煤完全燃烧时释放的能量,故A正确;原子弹是利用重核裂变时 链式反应产生核能的原理制成的,故B正确;核电站是利用重核裂变时产
生的核能来发电的,故C正确;核废料虽然具有放射性,可能对环境造成 污染,但只要科学处理还是可以控制的,所以我们可以开发和使用核能, 故D错误。
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第2节 核能(hénéng)
知识点一 核能(hénéng)与裂变
1.(2017山东临沂沂水期末)图22-2-1是核能发电原理图,下列说法正确 的是 ( C )

THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/52021/3/52021/3/52021/3/5
谢谢观看
1.核能电厂会产生大量放射性废料，虽然所 占体积不大，但因具有放射性，故必须慎重 处理，且须面对相当大的政治困扰.
2.核能电厂热效率较低，因而比一般化石燃 料电厂排放更多的废热到环境里，故核能电 厂的热污染较严重.
【例1】如图为核电站发电流程图，能量转化 的先后顺序为（ C ）
A.核能，化学能，机械能，电能 B.核能，机械能，内能，电能 C.核能，内能，机械能，电能 D.核能，内能，化学能，电能 解析：核电站是将核能转化为电能的装置，能 量转化过称为核能—内能—机械能—电能.
链式反应示意图
核聚变
较轻的核结合成较重的核，也能释放能 量，这种现象叫做核聚变. 氘核、氚核在超 高温下聚合成氦核，释放出核能.
氢弹就是利用氢核聚变制成的，它是比 原子弹威力更大的核武器，由于核聚变需要 很高的温度，所以氢弹要通过原子弹爆炸产 生的高温来引爆.
核聚变反应图
课堂小结
1.裂变：核物理中把重核分裂成质量较小的 核，释放出核能的反应.
。2021年3月5日星期五2021/3/52021/3/52021/3/5
15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/52021/3ຫໍສະໝຸດ 52021/3/53/5/2021
16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/52021/3/5March 5, 2021
核能是怎么来的
1 kg 铀完全反应时释放的能量超 过2 000 t 无烟煤完全燃烧时放出的能 量，1 kg 氢完全聚变时释放的能量相 当于40 000 t 无烟煤完全燃烧放出的 能量．如果人类完全掌握了核能的使 用技术，就可以说掌握了通向无穷能 源宝库的金钥匙.

• 石墨气冷堆核电站 所谓石墨气冷堆就是以气 体（二氧化碳或氦气）作为冷却剂的反应堆。 这种堆经历了三个发展阶段，产生了三种堆型： 天然铀石墨气冷堆、改进型气冷堆和高温气冷 堆。
• 天然铀石墨气冷堆 是天然铀作燃料，石墨作 慢化剂，二氧化碳作冷却剂的反应堆。
• 高温气冷堆 是石墨作为慢化剂，氦气作为冷 却剂的堆。它的简单工作过程是，氦气冷却剂 流过燃料体之间，变成了高温气体；高温气体 通过蒸汽发生器产生蒸汽，蒸汽带动汽轮发电 机发电。
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。21.9.821.9.800:40:4700:40:47September 8, 2021
•
14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年9月8日星期三上午12时40分47秒00:40:4721.9.8
变能带出堆芯。冷却剂也是吸收中子很少的物质。热 中子堆最常用的冷却剂是轻水（普通水）、重水、二 氧化碳和氦气。
• 自从核电站问世以来，在工业上成熟的发电堆主要有 以下三种：轻水堆、重水堆和石墨汽冷堆。
• 轻水堆又分为压水堆和沸水堆 。 • 压水堆：高压冷却剂送入反应堆，一般冷却剂保持在
120～160个大气压。在高压情况下，冷却剂的温度即 使300℃多也不会汽化。冷却剂把核燃料放出的热能 带出反应堆，并进入蒸汽发生器，通过数以千计的传 热管，把热量传给管外的二回路水，使水沸腾产生蒸 汽。
是:美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国和阿根
廷。第四代核能系统开发的目标是到2030年或更早的时间里创新地开
发出新一代核能系统,使其在安全性、经济性、可持续发展性、防核扩散

。2021年3月17日星期三2021/3/172021/3/172021/3/17
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/172021/3/17March 17, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021 8:35:25 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/172021/3/172021/3/17Mar-2117-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/172021/3/172021/3/17Wednesday, March 17, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/172021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021
第2节 核能
• 3.如果对裂变的链式反应不加 控制 ，在极短的时间内 就会释放出巨大的核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根 据这个原理制成的（如图22.2-3）。如果 控制好 链 式反应的速度，使核能慢慢地平稳地释放出来，就便于 和平利用了。能够缓慢、平稳地释放核能的装置，叫做 核反应堆 。
第2节 核能
• 4.观察图22.2-4所示的核电站工作设备示意图， 思考：在核电站工作过程中，能量是如何转化的？ 答：能量的转化： 核 能→ 内 能→ 机械 能→ 电 能。
第2节 核能
• 新知三聚变 • ●阅读课本P172“聚变”
的内容，按要求回答问题。
• 如图22.2-5所示，质量较 小 的原子核结合成质量较 大 的核，也能释放能量，

“人造太阳”工程——可控核聚变
前景光明：有望彻底解决能源危机。
实现困难：聚变反应需要超高的温度条件。
目前状况：科学家采用“磁场约束”的方式， 建成了“无形容器”，已实现小规
模 的核聚变。
和平发展和利用核能 是全人类的共同目标
课堂练习
1.人类获取核能的主要途径有：
和
。
2.核电站发电时，核反应堆中发生的是可控
2.重核裂变——链式反应
核能的和平利用
核电站——可控核裂变（控制链式反 应的速度）
核电站的能量转化
核反应
蒸汽轮机
发电机
核能
内能
机械能
电能
3.核聚变——更大的核能释放
2H
1
+
3 1
H
42He+中子
反应条件：超高温（上千万摄氏度的温度）
核聚变较之核裂变有两个重大优点。
• 一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。据 测算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上仅在海水 中就有45万亿吨氘。1升海水中所含的氘，经过核聚变可 提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。地球上蕴藏 的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全 部核裂变能的1000万倍，可以说是取之不竭的能源。至于 氚，虽然自然界中不存在，但靠中子同锂作用可以产生， 而海水中也含有大量锂。 • 第二个优点是既干净又安全。因为它不会产生污染环境 的放射性物质，所以是干净的。同时受控核聚变反应可 在稀薄的气体中持续地稳定进行，所以是安全的。
一颗5000万吨当量的氢弹有效 杀伤面积大约是半径500公里.
氢弹爆炸产生巨型火球 ——亮度超过太阳
1945年：广岛、长崎原子弹浩劫
一颗原子弹毁灭一座大城市

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2018春九年级物理（RJ） 教学课件
第二十二章 能源与可持续发展
第2节 核能
导入新课 讲授新课 课堂小结 随堂训练
导入新课
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
导入新课
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
太阳内部发生
的聚变反应，每秒
钟把7 ×108 t的氢 变为氦。
讲授新课
氢弹爆炸产生的蘑菇云
讲授新课
氘核和氚核都属于 氢核的一种。大量氢核 的聚变，可以在瞬间释 放惊人的能量。氢弹利 用的就是聚变瞬间释放 的能量。可控聚变尚未
实现，海水中蕴藏着丰
富的氘核，科学家预言， 通过可控聚变来利用核 能，将有望彻底解决人 类能源问题。
使它们分裂或结合都是极其困难的。
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，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。 获得核能有两种途径：
①裂变
②聚变
讲授新课
二 裂变
1938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。
1 kg铀全部裂变，释放的能量超过2000 t煤完全燃 烧时释放的能量。
（ A）
随堂训练
4.以下属于核聚变反应的是
A.氢弹爆炸
（ AC）
B.原子弹爆炸
C.太阳内部发生的核反应
D.连续发生的剧烈化学反应
课堂小结
原子核 原子
质子 中子
核外电子
核 能 聚变 核能 裂变 应用：氢弹 定义： 链式反应 应用：原子核、核电站 定义：