核能的开发与利用-64设计节能环保小屋课件北师大版九年级全一册物理

第3节核能的开发与利用

第十六章永恒的探索：粒子和宇宙山丹县第二中学：曹银花第4节设计节能环保小屋

教学目标：1.认识核裂变和核聚变的不同2.了解什么是能源和能源的分类，了解几种重要的能源和应用四、核能1.蕴藏在原子核中的能量叫做核能。2.释放核能有两种方式：核裂变和核聚变。

1905年，爱因斯坦发现了物质与能量E的关系，得出了物质和能量的方程式

E=mc2核裂变，是指由重的原子核（主要是铀核或钚核）分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应。其中铀裂变在核电厂最常见，热中子轰击铀-235原子后会放出2到4个中子，中子再去撞击其它铀-235原子，从而形成链式反应。3.核裂变四、核能①核电站1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变进行发电。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是原子核发生链式反应的场所。核电站中的反应堆核电站的原理示意图4.核裂变的应用四、核能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。核能→内能→机械能→电能工作原理(3)运行可靠，利于环境保护。核电站不排放二氧化硫、二氧化碳及二氧化氮等有害的污染物，不产生煤灰。核燃料的安全屏障以及严格的监督和控制，保证不会发生核泄漏。核电站的特点是：

(1)消耗的燃料最少。与同功率的火电厂相比较，一座100万千瓦的火力发电厂每年约耗用300万吨煤，一座100万千瓦的核电站仅耗用30吨浓缩铀，而且可以再生使用。(2)发电成本低。根据国外的报道，核电站的建厂投资比燃煤电厂高20％—50％，但是经济效益明显，发电成本低于火电厂。②原子弹原子弹主要是利用核裂变释放出来的巨大能量来起杀伤作用的一种武器。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。四、核能5.核聚变①核聚变四、核能是指由质量小的原子氘、氚，在超高温和高压下，让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起，原子核互相聚合，生成新的质量更重的原子核（如氦）。中子虽然质量比较大，但是由于中子不带电，因此能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来，大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。②氢弹氢弹爆炸形成的蘑菇云氢弹，又称热核武器，属于核武器的一种。主要利用氢的同位素（氘、氚）的核聚变反应所释放的能量来进行杀伤破坏，属于威力强大的大规模杀伤性武器。四、核能③太阳发光的原理太阳放光发热的原理就是核聚变太阳发光原理是其内部时刻都在发生着核聚变。组成太阳的物质中氢约占71.3%,氦约占27%，其他元素约为2％，太阳由内向外分别为核反应区、辐射区、对流区，太阳中心区域温度高达1500万℃，压力也极大。因此使得氢聚合成氦的热核反应持续发生，产生巨大的能量，通过辐射区和对流区传递到太阳的表面，通过光球像四周辐射出去，最终到达地球，给地球供给持续不断的能量。四、核能中国“环流器”装置(3)和平受控热核反应实验利用使用核聚变反应平稳受控进行视频欣赏《原子核的裂变和聚变》思考：我们学过有哪些形式的能？资源草、木材煤、煤油、蜡、汽油等空气水电流燃烧内能、光能、化学能流动机械能通过做功其它形式的能二、能量与能源1、能量：能够对外做功。与物质及其运动相联系的机械能、电磁能、内能、化学能等。2、能源：凡是能提供能量的物质资源都可以叫做能源。（4）核能的发现

注：人类利用能源经历了三个时期:

柴草时期煤炭时期石油时期能源发展历史（1）火的利用机械能—内能（2）化石能源的利用内能---机械能（3）电能的利用电能---其它形式核能→内能→机械能→电能1.太阳能太阳能热水器太阳能草坪灯植物的光合作用三、科学与人类2.风能风能和阳光一样，是取之不尽，用之不竭的天然﹝再生﹞能源，全世界的风能蕴含量达一百兆MW﹝1014

MW﹞，其中可用来发电的达一千万MW﹝107

MW﹞，在燃料日益短缺的今天，此能源自然不容忽视。3.地热能

地热能的最大利用潜力在于发电，地热能一般分为五种类型：蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和岩浆型。目前，全球地热发电总量已近800万千瓦。地热能除了用于发电以外，更大量地直接用于采暖、制冷、医疗洗浴和各种形式的工农业用热，以及水产养殖。地热能在温室、干燥、制冷、养殖等方面也陆续在世界各国得到了应用。

地热能是来自地球深处的可再生热能。它来源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。4.潮汐能中国·江厦潮汐发电站5.氢能

氢能的主要优点有：燃烧热值高，燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。资源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源，演义了自然物质循环利用、持续发展的经典过程。

2005年10月24日消息，最近一家名为E以色列公司发明了一种能够在汽车内产生氢气的技术系统，而且只需要使用镁和铝等普通金属。这一技术将完全解决汽车在氢气制造、运输和储存方面的所有相关难点。能源的分类：按能源的获取方式分为：

可再生能源和不可再生能源按能源利用的先后分为：

一次能源和二次能源常规能源和新能源按能源能否不断地从自然界中得到补充分为：清洁能源和非清洁能源按能源是否环保分为：一、一次能源由自然界提供的能源。如：化石能源、水能、风能二、二次能源由一次能源转化而来的能源。如：电能、煤气三、可再生能源以天体物理运动为基础的能源。如：太阳能、风能、潮汐能、水能、地热能四、不可再生能源不可能在短期内从自然界中得到补充的能源。如：化石能源、核能五、常规能源人类已经使用多年的能源。如：化石能源、水能六、新能源近几年人类开发和利用的能源。如：核能、太阳能、风能、潮汐能、地热能1.能够提供化学能、光能、机械能和电能等各种形式能量的资源就叫能源。2．能源的类型（1）一次能源（3）不可再生能源（4）可再生能源（2）二次能源课堂小结

反馈检测1.

下列能源中不属于新能源的是()

A.水能B.核能C.潮汐能D.太阳能

2.

下列能源中与太阳能无关的是（）

A.水能和风能B.煤和石油C.潮汐能D.干木柴

3.

属于裂变的是

属于聚变的是（1）轻弹（2）原子（3）太阳释放能量（4）核能发电

4.

节约能源的重要意义是（）

A.可提高经济效益，降低成本

B.能缓解能源紧张局面

C.可提高能源利用率

D.可减少对化石燃料的开采AC2、41、3c5.以下能源中，属于一次能源的是ABCDEF