《核能》學(xué)案 市賽獲獎(jiǎng)

PAGE8第二節(jié)核能一、目標(biāo)導(dǎo)學(xué)1、學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）了解核能、裂變、聚變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的有關(guān)知識(shí)

（2）了解核電站的常識(shí)，知道核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來(lái)的問(wèn)題

2、過(guò)程與方法

通過(guò)學(xué)生交流，學(xué)習(xí)信息處理方法，培養(yǎng)信息處理能力

3、情感態(tài)度與價(jià)值觀

（1）從能源問(wèn)題到能源科學(xué)引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)欲望

（2）認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類生活的影響，樹(shù)立將科學(xué)服務(wù)于人類的意識(shí)

（3）增強(qiáng)學(xué)生熱愛(ài)和平及振興中華的使命感與責(zé)任感。

4、學(xué)習(xí)重點(diǎn)核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和核聚變5、學(xué)習(xí)難點(diǎn)核電站怎樣利用核能發(fā)電二、課前延伸能源的種類繁多，為了便于認(rèn)識(shí)和研究，可以從不同的角度對(duì)能源進(jìn)行分類：在液化氣、煤、石油、電能、天然氣、太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能、水能中，屬于一次能源的有，屬于二次能源的有，屬于可再生能源的有，屬于不可再生能源的有，屬于常規(guī)能源的有，屬于新能源的有，屬于清潔能源的有，屬于非清潔能源的有。從上述分類中可看出，我們要大力開(kāi)發(fā)和利用的新能源是。三．自主學(xué)習(xí)（一）導(dǎo)學(xué)原子核和核能閱讀教材P170-172頁(yè)地一、二自然段，完成下列任務(wù)。原子的核式結(jié)構(gòu)原子由位于中心的和繞核高速旋轉(zhuǎn)的組成。整個(gè)原子的質(zhì)量都集中在上。其中帶正電，帶負(fù)電。他們所帶電量相等，整個(gè)原子呈中性，對(duì)外部顯示帶電的性質(zhì)。原子核由和組成；質(zhì)子帶電，中子電，質(zhì)子與中子的質(zhì)量幾乎是的，一個(gè)質(zhì)子的質(zhì)量大約是電子質(zhì)量的多倍。核能由質(zhì)子、中子依靠強(qiáng)大的緊密地結(jié)合在一起，所以原子核相當(dāng)牢固，要使他們分裂或重組是相當(dāng)困難的，但一旦發(fā)生分裂或重組就會(huì)釋放出驚人的，這就是。兩種獲得核能的途徑一是大質(zhì)量的原子核在一定條件下發(fā)生分裂，變成較小的兩個(gè)或多個(gè)原子核，會(huì)釋放核能，稱之為，簡(jiǎn)稱裂變。另一種途徑是在一定條件下兩個(gè)或多個(gè)質(zhì)量小的原子核聚合在一起，變成大質(zhì)量的原子核會(huì)釋放，稱之為，簡(jiǎn)稱核聚變?！菊n堂練習(xí)】1、組成原子核的粒子是（）A．帶正電的質(zhì)子和帶負(fù)電的電子B．帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子C．帶正電的質(zhì)子、帶負(fù)電的電子和不帶電的中子D．帶負(fù)電的電子和不帶電的中子2、關(guān)于核能，下列說(shuō)法中正確的是（）A．核能很小，無(wú)法利用B．核能巨大但，現(xiàn)在無(wú)法利用C．核動(dòng)力航母利用的是核能D．核能是可再生能源（二）導(dǎo)學(xué)重核裂變1、重核裂變與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（1）裂變：用轟擊重核（鈾235）時(shí)，重核會(huì)分裂成大小相差不大的個(gè)中等原子核，同時(shí)釋放出，這種現(xiàn)象叫做裂變。將火柴搭成如圖所示結(jié)構(gòu)，點(diǎn)燃第一根火柴后，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？

答：。

（2）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：一根火柴點(diǎn)燃兩根，兩根點(diǎn)燃四根，如此像鎖鏈一樣持續(xù)下去。這就像用中子轟擊鈾235原子核，鈾核分裂時(shí)釋放出核能，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)新的中子，這些中子又會(huì)轟擊其它鈾核……于是就導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量核能。這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。如下圖用中子轟擊U235原子核，鈾核分裂時(shí)釋放出核能，同時(shí)產(chǎn)生幾個(gè)中子，這些中子又會(huì)轟擊其他的鈾核……于是導(dǎo)致一系列裂變。

核裂變釋放的能量巨大，1kg的鈾全部裂變，釋放的能量超過(guò)優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時(shí)釋放的能量。目前原子彈和核電站中使用的燃料主要是鈾235，核能是一種能源（選填“再生”或“不可再生”）。（3）核電站中的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程：是核能轉(zhuǎn)化為水和水蒸氣的能，蒸汽輪機(jī)獲得能，最后轉(zhuǎn)化為。（4）核廢料對(duì)環(huán)境的影響核裂變的原料以及發(fā)生裂變反應(yīng)后產(chǎn)生的核廢料都具有很強(qiáng)的、長(zhǎng)期的放射性污染，對(duì)生命體有致命的傷害，因此核廢料的處理一般采用法。【課堂練習(xí)】1、關(guān)于裂變反應(yīng)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．所有原子核都能發(fā)生裂變反應(yīng)釋放能量B．裂變反應(yīng)是重原子核吸收中子后發(fā)生的C．原子彈是利用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放的能量D．核電站是利用可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放的能量2、輕核聚變（1）輕核聚變：較輕的核（氘、氚）在結(jié)合成新的較重的原子核，同時(shí)釋放更大的，這種現(xiàn)象叫做聚變，也稱為熱核反應(yīng)。如圖所示太陽(yáng)內(nèi)部進(jìn)行大規(guī)模的聚變，釋放的核能以電磁波形式向外輻射，這就是太陽(yáng)能。太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的就是這種熱核反應(yīng)。核聚變釋放出來(lái)的能量為裂變的四倍以上。

（2）和平利用核能現(xiàn)在人類對(duì)核能的利用有：

一是利用核能發(fā)電，二是應(yīng)用到軍事領(lǐng)域。核電站：核電站的核心設(shè)備──核反應(yīng)堆。1942年人類利用核反應(yīng)堆第一次實(shí)現(xiàn)了可控制的鈾核裂變。當(dāng)時(shí)的核反應(yīng)堆的功率非常小，大約要260座這樣的反應(yīng)堆才能點(diǎn)亮一只40W的燈泡。然而，這是人類利用核能的關(guān)鍵一步。今天，一座核反應(yīng)堆的功率可達(dá)百萬(wàn)千瓦，全世界已經(jīng)建成了幾百座核電站，核電發(fā)電量接近全球發(fā)電量的1/5。在不可再生能源日趨珍貴之時(shí)，適度發(fā)展核電是人類的一種選擇。以百萬(wàn)千瓦的電站為例，一年消耗煤300多萬(wàn)噸，每天要有一列40節(jié)車廂的火車為它拉煤。而用核原料，一年只需消耗30噸，一輛重型卡車即可拉走，一次換料，可以連續(xù)運(yùn)行一年。

通過(guò)可控制聚變來(lái)利用核能，有望徹底解決人類能源問(wèn)題。因?yàn)楹Ｋ刑N(yùn)藏著豐富的、可以實(shí)現(xiàn)聚變的氘核，足夠人類使用幾百億年，而且反應(yīng)物是無(wú)放射性污染的氦。中國(guó)的可控核聚變研究位居世界先進(jìn)行列，50年后，有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營(yíng)。希望同學(xué)們努力學(xué)習(xí)，將來(lái)為中國(guó)的核電事業(yè)貢獻(xiàn)力量。核武器：如果核反應(yīng)不加控制，大量的原子核就會(huì)在一瞬間發(fā)生裂變或聚變，釋放出大量的核能。原子彈、氫彈爆炸時(shí)，發(fā)生的核反應(yīng)，就是不加控制的。原子彈爆炸后升起的蘑菇云就是原子彈爆炸時(shí)釋放的巨大核能產(chǎn)生的高溫高壓氣體向外擴(kuò)散時(shí)形成的，其上升的高度可達(dá)幾百米，其破壞力和殺傷力都是十分巨大的。氫彈爆炸威力是原子彈的幾百倍到上千倍。核武器的威力帶給人類的代價(jià)是慘痛。1945年，美國(guó)投入日本廣島市區(qū)的“小男孩”原子彈，造成80%的建筑物化為灰燼，6萬(wàn)多人喪生，7萬(wàn)多人受傷，傷亡總數(shù)占全市人口的53%。而當(dāng)時(shí)的小男孩的威力僅14000噸梯恩梯當(dāng)量，現(xiàn)代原子彈的威力可達(dá)1000萬(wàn)噸梯恩梯當(dāng)量，甚至更高。如果人類發(fā)動(dòng)核戰(zhàn)爭(zhēng)，就會(huì)毀掉我們賴以生存的地球?！菊n堂練習(xí)】原子彈和核電都是利用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，兩者的本質(zhì)區(qū)別是原子彈爆炸時(shí)發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是，核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是。（選填“不可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”或“可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”）。2、開(kāi)發(fā)利用核能是解決能源危機(jī)的方法之一，如核裂變已應(yīng)用于核電站發(fā)電。核能產(chǎn)生的另一條途徑是在超高溫下，使質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新核，同時(shí)釋放巨大的能量，這一過(guò)程稱為。該途徑產(chǎn)生的核能是否可以用來(lái)發(fā)電，還處于實(shí)驗(yàn)階段，其中的一種實(shí)驗(yàn)需要強(qiáng)大的磁場(chǎng)，而天然磁體無(wú)法滿足實(shí)驗(yàn)要求，科學(xué)家嘗試?yán)弥車嬖诘拇艌?chǎng)來(lái)達(dá)到目的。3、核電站在工作時(shí)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生在（）A．發(fā)電系統(tǒng)B．熱交換系