16.3 核能的开发与利用 课件（共22张ppt）2025-2026学年物理北师大版九年级全一册

(课件网) 第十六章 永恒的探索：宇宙和粒子 第3节 核能的开发与利用 物理观念：知道核裂变、核聚变的定义，了解核能的利用方式； 科学思维：能区分核裂变与核聚变的特点，分析核能利用的利弊； 科学探究：通过链式反应模拟，理解核反应堆的控制原理； 科学态度与责任：树立 “和平利用核能、关注核安全” 的意识。 教学重点：核裂变、核聚变的原理；核能的利用（核电站）； 教学难点：链式反应的控制；核安全与核废料处理。 原子核体积很小，但在一定条件下却能释放出惊人的能量。 原子核的“能量” 原子核是如何释放能量的？怎样才能有效利用这些能量？ 原子核中蕴藏着惊人的能量（示意图） 知识点一：核能 重核（如铀）分裂成较轻原子核，释放能量。 核裂变 轻核（如氢）结合成较重原子核，释放能量。 核聚变 E=mc2 1.公式： E：物质具有的能量； m：物质的质量； c：光在真空中的传播速度 核裂变：重核的“分裂” 1938年，物理学家用中子轰击铀核，铀核分裂成两个中等质量的核，同时放出中子和能量。 核裂变一旦开始，会引发一种“连锁反应” 1kg铀全部裂变放出的能量相当于2500t优质煤完全燃烧所放出的能量。 核裂变的 “连锁反应”：链式反应 一个中子轰击铀核，分裂时放出 2~3 个中子，这些中子再轰击其他铀核，持续分裂并释放大量能量。 不加控制：瞬间释放能量→原子弹； 可控：缓慢释放能量→核电站 链式反应： 两种结果： 更高效的核能：核聚变 轻核（如氢的同位素氘、氚）在极高温度（≈1 亿℃）下结合成重核，释放能量； 定义： 原料丰富（海水中含大量氘）； 能量密度更高（是核裂变的 4 倍以上）； 无污染（产物是氦，无放射性）； 特点： 核聚变最典型的例子，就是我们每天见到的——— 太阳的 “能量源泉”：核聚变 温度高达1570万摄氏度，压力极大，氢核持续发生核聚变，释放的能量以光和热的形式传播到地球； 太阳内部： 太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。 1.下列关于原子核裂变和聚变的说法，正确的是（　　） A．目前人类还不能有效控制原子核裂变 B．自然界中只有在人为的条件下才会发生核聚变 C．到目前为止，人类获得核能有两条途径，即核裂变和核聚变 D．原子核在任何条件下都能发生聚变 C 2.核电站发电利用的是原子核发生 （填“裂变”或“聚变”）时释放的能量，其核能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源，其巨大能量来自图 （选填“A”或“B”）所示的核反应。 裂变 不可再生 A 知识点二：核能的利用 核电站 加以控制的链式反应 核电站 核心设备 核反应堆 原理 核反应堆中的链式反应在控制下缓慢释放核能。 核电站的结构与原理（一） 核电站工作过程中的能量转化 核能 内能 机械能 电能 核反应堆的组成： 核燃料： 铀棒（发生核裂变）； 控制棒： 镉棒（吸收中子，控制链式反应速度）； 减速剂： 石墨 / 重水（减慢中子速度，使其易撞击铀核）； 冷却剂： 水（带走热量，产生蒸汽）。 中国核电：从 “跟跑” 到 “领跑” “华龙一号”： 我国自主研发的第三代核电技术，满足全球最高安全标准； 成就： 已实现商业化运营，标志我国核电技术自主可控。 “华龙一号”核电机组福清核电5号和6号机组 “人造太阳”：可控核聚变的探索 需要维持 1 亿℃以上的高温、足够的压力； 难点： “东方超环（EAST）” 实现 1.2 亿℃持续 101 秒、4 亿℃持续 20 秒的突破。 我国成就： “核能是‘双刃剑’，利用它的同时，必须关注 ———� 3.日本发生了里氏9级强烈地震，引发海啸，导致福岛核电站受损，核电站是通过 （选填“裂变”“聚变”）获得巨大能量，从而转化为 能，该核电站的核反应堆受损，已经发生核泄漏，造成了严重污染。 裂变 电 ... ...