16.3核能的开发与利用课件（23页）2025-2026学年九年级物理全册北师大版（2024）

(课件网) 幻灯片 1：封面 标题：16.3 核能的开发与利用 学科：物理 年级：九年级 授课教师：[你的姓名] 幻灯片 2：课程引入 能源现状思考： 我们的生活离不开能源，从家庭用电到工业生产，都需要消耗大量能源。目前人类主要依赖煤炭、石油、天然气等化石能源，但这些能源储量有限，且燃烧时会产生大量污染物，造成环境污染和温室效应。 思考：是否存在一种高效、清洁的新能源能够替代化石能源？核能作为一种新能源，它是如何产生的？又有哪些应用？ 核能应用场景展示： 展示核电站、核动力舰艇、核医学治疗设备等图片，提出问题：这些设备运行所依赖的核能来自哪里？核能的利用有哪些优势和挑战？ 引入主题：本节课将带你走进核能的世界，了解核能的产生原理、开发利用方式以及其在能源领域的重要地位和未来发展前景。 幻灯片 3：核能的产生原理 原子与原子核： 回顾原子结构知识：原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电，原子核集中了原子的大部分质量。 原子核内部存在着强大的核力，将质子和中子紧密束缚在一起，原子核具有巨大的能量，这种能量称为核能，也叫原子能。 图示：原子结构示意图，突出原子核的位置和组成。 核裂变： 定义：重原子核在中子的轰击下分裂成两个或多个质量较小的原子核，同时释放出大量能量和中子的过程，称为核裂变。 示例：铀 - 235 原子核在中子轰击下会发生裂变，分裂成钡和氪等原子核，同时释放出大量能量和 2 - 3 个中子。这些中子又会轰击其他铀 - 235 原子核，引发新的裂变，形成链式反应。 能量释放：1 千克铀 - 235 完全裂变释放的能量相当于约 2500 吨标准煤完全燃烧释放的能量，能量密度极高。 图示：核裂变示意图和链式反应示意图，展示裂变过程和中子传递。 核聚变： 定义：质量较小的原子核在极高温度和压力下，互相结合成新的质量较大的原子核，同时释放出巨大能量的过程，称为核聚变。 示例：太阳内部时刻在发生核聚变，氢原子核在高温高压下聚变成氦原子核，释放出巨大的能量，为地球提供光和热。 特点：核聚变释放的能量比核裂变更大，且原料（如氢的同位素氘和氚）储量丰富，产物无污染，是理想的清洁能源。但实现可控核聚变的技术难度极大，目前仍处于研究阶段。 图示：核聚变示意图和太阳内部核聚变过程示意图。 幻灯片 4：核裂变的应用 ——— 核电站 核电站的工作原理： 核电站主要利用核裂变的链式反应产生能量。在核反应堆中，通过控制铀 - 235 的裂变速度，使核能平稳释放，将水加热成高温高压的水蒸气，推动汽轮机转动，汽轮机带动发电机发电，将核能转化为电能。 能量转化过程：核能→内能→机械能→电能。 图示：核电站能量转化流程图，清晰展示各能量形式的转化过程。 核电站的基本结构： 核反应堆：是核电站的核心设备，里面装有核燃料（如铀 - 235），发生核裂变反应产生热量。反应堆内设有控制棒（由镉等材料制成，能吸收中子），通过插入或抽出控制棒来控制裂变反应的速度。 蒸汽发生器：将核反应堆产生的热量传递给冷却水，使水变成水蒸气。 汽轮机和发电机：水蒸气推动汽轮机转动，汽轮机带动发电机发电。 冷却系统：包括冷凝器和冷却塔，用于将汽轮机排出的水蒸气冷却成水，循环使用，同时将多余的热量散发到环境中。 安全防护设施：包括厚厚的混凝土防护层等，防止核辐射泄漏。 图示：核电站结构示意图，标注各主要设备及其作用。 幻灯片 5：核电站的安全与防护 核辐射的危害： 核裂变过程中会产生多种放射性物质，这些物质会释放出 α、β、γ 等射线，即核辐射。过量的核辐射会对人体细胞造成损伤，导致基因突变、癌症等疾病，甚至危及生命。 图示：展 ... ...