16.3核能的开发与利用 -课件-2025-2026学年2024北师大版物理九年级全册教学课件（17页PPT）

(课件网) 幻灯片 1：封面 课程标题：16.3 核能的开发与利用 学科与年级：北师大版 九年级物理 教师姓名：[教师姓名] 衔接提示：上节课我们了解到原子核由质子和中子组成，依靠核力紧密结合。本节课将聚焦原子核内部的能量 ——— 核能，探索其产生原理、开发方式及在生产生活中的应用与挑战。 幻灯片 2：学习目标 理解核能的定义（原子核发生变化时释放的能量），掌握核裂变与核聚变的区别及典型实例（如铀核裂变、氢核聚变）。 了解核电站的工作原理（核裂变链式反应→热能→电能），明确核心设备（核反应堆、汽轮机、发电机）的作用。 认识核能开发的优势（清洁、高效）与风险（核泄漏、核废料处理），树立 “合理利用核能” 的科学态度。 了解核武器（原子弹、氢弹）的原理与危害，理解和平利用核能的重要性，培养社会责任感。 幻灯片 3：课程引入 ——— 从 “原子核的能量” 到 “人类的能源选择” 情境展示： 图片 1：核电站冷却塔排出蒸汽的场景（清洁电能生产）、原子弹爆炸的蘑菇云（核能的破坏性）； 视频片段：太阳内部核聚变模拟（持续释放能量）、核电站核反应堆内部结构（可控核裂变）。 核心疑问：太阳为何能持续发光发热数十亿年？核电站如何将原子核的能量转化为我们使用的电能？核能作为一种高效能源，为何在应用中既受重视又伴随争议？ 引入逻辑：基于上节课对原子核结构的认知，本节课从 “原子核变化释放能量” 切入，解析核能的两种产生方式，进而探讨其在能源领域的开发利用与潜在风险，理解 “可控” 与 “不可控” 核能的差异。 幻灯片 4：核能的产生 ——— 核裂变与核聚变 1. 核能的定义 原子核在发生结构变化（如分裂或聚合）时，会释放出巨大的能量，这种能量称为核能（也叫原子能）。核能的本质是原子核内质子和中子之间的 “核力” 做功，释放出的能量远大于化学能（如煤炭燃烧释放的能量）———1kg 铀 235 裂变释放的能量相当于 2500 吨标准煤燃烧释放的能量。 2. 核裂变：原子核的 “分裂” 定义：质量较大的原子核（如铀 235、钚 239）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 2-3 个新中子的过程，称为核裂变。 链式反应： 关键现象：核裂变释放的新中子，若能继续轰击其他铀核，会引发更多核裂变，形成 “链式反应”（如同多米诺骨牌，一旦启动，可持续进行）； 两种状态： 不可控链式反应：中子未被减速或控制，链式反应快速加剧，能量瞬间释放（如原子弹爆炸，1kg 铀 235 在百万分之几秒内完成裂变，释放巨大能量）； 可控链式反应：通过控制中子数量（如用镉棒吸收多余中子），使链式反应缓慢、稳定进行，能量持续释放（如核电站核反应堆）。 实验发现：1938 年，德国科学家哈恩和斯特拉斯曼首次发现铀核裂变现象，为核能的开发奠定了基础。 3. 核聚变：原子核的 “聚合” 定义：质量较小的原子核（如氢的同位素氘、氚）在极高温度和压强下，聚合成质量较大的原子核（如氦核），同时释放出远超核裂变的能量，称为核聚变（也叫热核反应）。 特点： 条件苛刻：需要 1 亿℃以上的高温和极高压强（模拟太阳内部环境），目前人类尚难实现可控核聚变； 能量更高效：1kg 氘和氚聚变释放的能量相当于 10000 吨标准煤燃烧的能量，是等量铀核裂变的 4 倍以上； 产物清洁：核聚变的产物是氦核（无毒无害），无放射性核废料，对环境影响远小于核裂变。 自然实例：太阳内部持续发生氢核（氘、氚）聚变，每秒约有 6 亿吨氢转化为氦，释放的能量以光和热的形式辐射到宇宙，是地球能量的主要来源。 4. 核裂变与核聚变对比 对比项目 核裂变 核聚变 原子核变化 重核分裂为轻核 轻核聚变为重核 触发条件 中子 ... ...