（25秋）人教版九年级物理22.2 核能 课件

【情景引入】22.2核能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【课堂活动】原子核（正）核外电子（负）

质子（正）中子（不带电）1.原子的结构原子核质子中子电子核能一【课堂活动】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。2.核能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。获得核能有两种途径：①裂变②聚变【课堂活动】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。1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。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？1．发生裂变的条件裂变二【课堂活动】

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？2．链式反应

用中子轰击铀235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。【课堂活动】

链式反应如果是在一瞬间进行，那将是剧烈的爆炸。原子弹的爆炸就是铀核或钚核裂变发生链式反应的结果。原子弹【课堂活动】核能→内能→机械能核电站为便于和平利用核能，必须控制链式反应的速度，使核能缓慢而又平稳地释放出来。为此，人们制成了一种专门装置——核反应堆。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。它的能量是如何转化的？【课堂活动】世界核协会（WNA）近日发布的《世界核工业现状报告2025年版》显示，2025年中国核能发电量超过了核电大国法国，成为仅次于美国的世界第二核电大国。【课堂活动】秦山核电站大亚湾核电站田湾核电站岭奥核电站【课堂活动】将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能。氘氚氦核中子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。能量聚变聚变三【课堂活动】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。【课堂活动】

2025年5月，在全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）控制大厅，屏幕显示中国的“人造太阳”，在1.2亿摄氏度下，成功“燃烧”101秒！这标志着我国核聚变研究又获得重大突破，也为人类获得可控核聚变能源，奠定了商用的物理和工程基础。

据测算，1升海水中含有的氘，核聚变反应后即可产生300升汽油燃烧的能量。不仅如此，核聚变的产物为氦和中子，不排放有害气体，也不危害生命和健康，有助于让生态和环境保持良好状态，减少地球上的温室效应、酸雨、雾霾。而且，由于原料从海水中就能获得，核聚变能源的获得成本将极为低廉。因此，核聚变能源被认为是理想的终极能源。【课堂活动】

要产生核聚变，得在高温高压的环境下，比如，在太阳中心，氢可以在1500万度K的高温和2000亿个大气压的高压下聚变成氦。而在地球上没有那么高的压强，要发生聚变，温度就需要达到上亿度。因此，在地球上实现核聚变是非常难的。

中国的全超导托卡马克核聚变实验装置，恰恰就把可控核聚变，做到了1亿度高温，还坚持了101秒。太阳之所以能够发光发热。是因为其内部的剧烈核聚变反应，而我国研制的环流器二号M装置运行原理和太阳类似。也因此被称为“人造太阳”。

虽然实现了首次发电，但不代表中国已经完全掌握这项技术，所以中国将可控核聚变项目分成了三个阶段，第一阶段是到2025年，中国暂时完成了可控核聚变的首次发电第一阶段目标，而且是提前完成了第一阶段目标。二阶段是到2035年，主要是提高可控核聚变效率，降低投入，提高产出。第三阶段是到2050年，基本实现可控核聚变的商业化需求，并且在各地建造可控核聚变发电站。【课堂活动】核电安全1.切尔诺贝利核事故时间：1986年国际原子能事故等级：第7级1986年4月26日凌晨1点22分，苏联统治下乌克兰境内，切尔诺贝利核电站发生爆炸，至今仍是人类史上最严重的核电事故。事故起因为反应堆进行紧急停机后的后备供电测试时，由于人为失误，安全壳发生破裂并引发大火，放射性裂变产物和辐射尘释放到大气中。当时的辐射覆盖并扩散至欧洲东部、西部和北部大部分地区，据估有超过33.5万人被迫撤离疏散区。此次核事故的直接死亡人数为56人，另有数千人因受到辐射患上各种慢性病。由国际原子能总署和世界卫生组织所估算，暴露在高度辐射物质下的大约60万人中，将额外有4,000人将死于癌症。【课堂活动】2.福岛核泄漏事故时间：2011年国际原子能事故等级：第7级2011年3月，9.0级地震、高达20多米的海啸、大停电、备用柴油发电机被淹、蓄电池耗尽等一系列小概率发生的事件却接连在日本福岛发生，致使福岛核电站冷却系统长时间停止工作，核燃料棒熔毁，发生氢气爆炸，安全壳破损，事故等级不断上升，最后酿成重大核安全事故。日本福岛核泄漏事件给世界各国带来了巨大冲击，这起事故等级最终确定为7级，与切尔诺贝利事故为同级，是日本历史上最为严重的核电事故。事故不仅造成了巨大的经济损失和大面积的环境污染，并引发人们对核能的安全性提出质疑。核电安全【课堂活动】核电安全

作为中国高端制造业走向世界的“国家名片”，“华龙一号”是当前核电市场上接受度最高的三代核电机型之一。“华龙一号”设计寿命为60年，创新采用“能动和非能动”相结合的安全系统及双层安全壳等技术，在安全性上满足国际最高安全标准要求。

“华龙一号”具有当前最高安全标准，研发设计者把今后60年，甚至100年可能发生的不安全因素都考虑到、解决掉，这就有了“华龙一号”特有的能动与非能动结合的安全防御体系，能抵御九度烈度以上强震、抗大飞机撞击等能力。【课堂小结】课堂小结四【课堂检测】1.(2025·湖南省张家界市)新一代“人造太阳”装置在成都建成并实现首次放电。“人造太阳”利用______选填“聚变”或“裂变”，这种方式释放的核能具有不产生高放射性核废料的优点，属于______选填“可再生”或“不可再生”能源。2.(2025·广东省)原子由______和电子组成，电子带______电，用中子轰击轴235原子核，可使其发生核______选填“聚变”或“製变”并释放核能。课堂检测五【课堂检测】3.(2025·江苏省苏州市)我国具备完全自主知识产权的“华龙一号”核电机组的投入运行，使中国跻身核电技术先进国家行列。核电站是利用核反应堆发生核______裂变聚变时提供的能量发电的，反应堆冷却系统采用水冷方式是利用______做功热传递的方式来改变内能。4.(2025·云南省昆明市)目前，人类利用核能发电的主要方式是______选填“核裂变”或“核聚变”；石油、天然气是______能源选填“可再生”或“不可再生”。课堂检测五【课堂检测】5.(2025·陕西省)2025年1月，使用中国自主研发核电技术的“华龙一号”5号机组正式投入运行。核反应堆内发生核反应后产生大量的热，使第一回路中的水成为高温高压水后进入蒸汽发生器，在其中将第二回路中的水加热成为高温高压水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。下列说法不正确的是A.核反应堆是利用核裂变产生核能的B.蒸汽发生器内通过热传递改变水的内能C.汽轮机工作时将机械能转化为内能D.发电机的工作原理是电磁感