人教物理選修1-2：第三章第四節(jié)第五節(jié)ppt課件

1、第四節(jié)裂變和聚變第四節(jié)裂變和聚變第五節(jié)核能的利用第五節(jié)核能的利用第三章核能第三章核能欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航1.知道裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的知道裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件，能根據(jù)裂變方程計算裂變放出條件，能根據(jù)裂變方程計算裂變放出的能量的能量2知道聚變和聚變反應(yīng)的特點、條件知道聚變和聚變反應(yīng)的特點、條件3會寫聚變方程，能根據(jù)聚變方程計會寫聚變方程，能根據(jù)聚變方程計算放出的能量算放出的能量4知道什么是核反應(yīng)堆，了解核電站知道什么是核反應(yīng)堆，了解核電站放射性物質(zhì)的處理方法放射性物質(zhì)的處理方法欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能新知初探自學(xué)導(dǎo)引新知初探自學(xué)導(dǎo)引一、核

2、裂變一、核裂變1.定義：使重核分裂成定義：使重核分裂成_質(zhì)量的原子核的核反質(zhì)量的原子核的核反應(yīng)應(yīng)2.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生的中子繼續(xù)與其他鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生的中子繼續(xù)與其他重核發(fā)生重核發(fā)生_，使核裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)，使核裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程下去的過程中等中等核裂變核裂變欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能3.臨界體積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生臨界體積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的_體積叫做它的臨界體積，相體積叫做它的臨界體積，相應(yīng)的應(yīng)的_叫做臨界質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量最小最小質(zhì)量質(zhì)量欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能想一想想一想1你知道核電站中的反應(yīng)堆里

3、發(fā)生的是什你知道核電站中的反應(yīng)堆里發(fā)生的是什么核反應(yīng)嗎？么核反應(yīng)嗎？提示：重核的裂變反應(yīng)提示：重核的裂變反應(yīng)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能輕核輕核高溫高溫高高豐富豐富清潔清潔欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能2.受控?zé)岷朔磻?yīng)：實現(xiàn)受控?zé)岷朔磻?yīng)的實驗受控?zé)岷朔磻?yīng)：實現(xiàn)受控?zé)岷朔磻?yīng)的實驗方案，目前有方案，目前有_聚變和聚變和_聚變兩聚變兩種種磁約束磁約束慣性約束慣性約束欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能想一想想一想2太陽會太陽會“死嗎？死嗎？提示：由于太陽能量的增長與半徑的增長不提示：由于太陽能量的增長與半徑的增長不相稱，太陽表面的溫度將比現(xiàn)在低，從而變相稱，太陽表面的溫度將比現(xiàn)在低，從

4、而變成一顆紅巨星這顆紅巨星再經(jīng)過幾十億年成一顆紅巨星這顆紅巨星再經(jīng)過幾十億年后，氦燃料也將消耗完畢像第一次消耗完后，氦燃料也將消耗完畢像第一次消耗完氫燃料一樣，太陽的內(nèi)核又會收縮，內(nèi)部溫氫燃料一樣，太陽的內(nèi)核又會收縮，內(nèi)部溫度上升度上升欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能對于很大的恒星來說，這一次坍縮會導(dǎo)致碳對于很大的恒星來說，這一次坍縮會導(dǎo)致碳元素的聚變?nèi)欢?，由于太陽的質(zhì)量不足以元素的聚變?nèi)欢捎谔柕馁|(zhì)量不足以產(chǎn)生碳聚變，這樣它將變成一顆白矮星隨產(chǎn)生碳聚變，這樣它將變成一顆白矮星隨著內(nèi)部溫度和光度的降低，最終變成一顆不著內(nèi)部溫度和光度的降低，最終變成一顆不發(fā)光的黑矮星發(fā)光的黑矮星欄目欄目

5、導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能三、核電站三、核電站核電站主要組成部分是核電站主要組成部分是_和和_，其熱，其熱源是源是_常規(guī)島常規(guī)島核島核島反應(yīng)堆反應(yīng)堆欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能核能核能欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能五、核電的安全性五、核電的安全性1.核電引起的安全問題主要有兩個方面：一核電引起的安全問題主要有兩個方面：一是核反應(yīng)失控，引起是核反應(yīng)失控，引起_物質(zhì)外泄；二是物質(zhì)外泄；二是放射性放射性_處理不當(dāng)會產(chǎn)生環(huán)境污染處理不當(dāng)會產(chǎn)生環(huán)境污染2.為了防止核電站事故的發(fā)生，現(xiàn)在的反應(yīng)為了防止核電站事故的發(fā)生，現(xiàn)在的反應(yīng)堆都有四道安全屏障：第一道是耐高溫耐腐堆都有四道安全屏障：第一

6、道是耐高溫耐腐蝕的陶瓷體燃料芯塊，第二道是燃料元件包蝕的陶瓷體燃料芯塊，第二道是燃料元件包殼，第三道是殼，第三道是_，第四道是，第四道是_放射性放射性廢料廢料壓力殼壓力殼安全殼安全殼欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能3.對核電站放射性廢物的處理，固體要先在對核電站放射性廢物的處理，固體要先在核電站內(nèi)專用的廢物庫暫存，然后送到人煙核電站內(nèi)專用的廢物庫暫存，然后送到人煙稀少、地質(zhì)穩(wěn)定、地下水位低又遠(yuǎn)離天然水稀少、地質(zhì)穩(wěn)定、地下水位低又遠(yuǎn)離天然水源的處置場永久貯存，一般要存放幾百年；源的處置場永久貯存，一般要存放幾百年；對氣態(tài)廢物和液態(tài)廢物的處理，主要是采取對氣態(tài)廢物和液態(tài)廢物的處理，主要是采取_

7、等方法進(jìn)行稀釋，然后排放到指定等方法進(jìn)行稀釋，然后排放到指定的區(qū)域的區(qū)域貯存衰變貯存衰變欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能想一想想一想3你知道歷史上出現(xiàn)過的較大的核電事故你知道歷史上出現(xiàn)過的較大的核電事故嗎？嗎？提示：如前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站核泄漏提示：如前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站核泄漏事故事故.2019年年3月月12日，日本福島核電站的核日，日本福島核電站的核泄漏事故泄漏事故欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能發(fā)電發(fā)電欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能要點探究講練互動要點探究講練互動裂變和聚變的比較裂變和聚變的比較反應(yīng)方式反應(yīng)方式比較項目比較項目重核裂變重核裂變輕核聚變輕核聚變釋放能量原

8、理釋放能量原理重核分裂成兩個重核分裂成兩個或多個中等質(zhì)量或多個中等質(zhì)量的原子核放出核的原子核放出核能能兩個輕核結(jié)合兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的成質(zhì)量較大的原子核放出核原子核放出核能能欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能反應(yīng)方式反應(yīng)方式比較項目比較項目重核裂變重核裂變輕核聚變輕核聚變釋放能量多少釋放能量多少聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)平均每個核聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)平均每個核子放出的能量大約要大子放出的能量大約要大34倍倍核廢料處理難核廢料處理難度度聚變反應(yīng)的核廢料處理要比裂變聚變反應(yīng)的核廢料處理要比裂變反應(yīng)簡單得多反應(yīng)簡單得多欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能反應(yīng)方式反應(yīng)方式比較項目比較項目重核裂變重核裂變輕

9、核聚變輕核聚變原料的蘊藏量原料的蘊藏量核裂變?nèi)剂镶櫾诘睾肆炎內(nèi)剂镶櫾诘厍蛏蟽α坑邢?，尤球上儲量有限，尤其用于核裂變的其用于核裂變?35U在鈾礦石中只在鈾礦石中只占占0.7%主要原料是氘，氘在主要原料是氘，氘在地球上的儲量非常豐地球上的儲量非常豐富富.1 L海水中大約有海水中大約有0.03 g氘，如果用來氘，如果用來進(jìn)行熱核反應(yīng)，放出進(jìn)行熱核反應(yīng)，放出的能量約和燃燒的能量約和燃燒300 L汽油相當(dāng)汽油相當(dāng) 可控性可控性速度比較容易進(jìn)行速度比較容易進(jìn)行人工控制，現(xiàn)在的人工控制，現(xiàn)在的核電站還都是用裂核電站還都是用裂變反應(yīng)釋放核能變反應(yīng)釋放核能目前，除氫彈以外，目前，除氫彈以外，人們還不能控制它人

10、們還不能控制它欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能例例1欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能【精講精析】逐項分析如下【精講精析】逐項分析如下【答案】【答案】ABC欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能解析：選解析：選BD.“兩彈指的是原子彈和氫彈兩彈指的是原子彈和氫彈，原子彈的原理是鈾核的裂變反應(yīng)，氫彈的，原子彈的原理是鈾核的裂變反應(yīng)，氫彈的原理是輕核的聚變反應(yīng)，應(yīng)滿足質(zhì)量數(shù)守恒原理是輕核的聚變反應(yīng)，應(yīng)滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，故和電荷數(shù)守恒，故B、D正確正確欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能核電站是利用緩慢釋放的核能來發(fā)電的，是核電站是利用緩慢釋放的核能

11、來發(fā)電的，是核能的和平利用核電站的核心是裂變反應(yīng)核能的和平利用核電站的核心是裂變反應(yīng)堆堆核反應(yīng)釋放的能量大部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這時核反應(yīng)釋放的能量大部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這時通過水、液態(tài)鈉或二氧化碳作冷卻劑，在反通過水、液態(tài)鈉或二氧化碳作冷卻劑，在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動，把內(nèi)能傳輸出去，用于應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動，把內(nèi)能傳輸出去，用于推動汽輪機(jī)，使發(fā)電機(jī)發(fā)電從而實現(xiàn)了核能推動汽輪機(jī)，使發(fā)電機(jī)發(fā)電從而實現(xiàn)了核能內(nèi)能內(nèi)能電能的轉(zhuǎn)換電能的轉(zhuǎn)換核電站核電站欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能發(fā)生裂變反應(yīng)時，會產(chǎn)生一些有危害的放射發(fā)生裂變反應(yīng)時，會產(chǎn)生一些有危害的放射性物質(zhì)，很厚的混凝土防護(hù)層可以防止輻射性物質(zhì)，很厚的混凝土防護(hù)層可以防止輻射線射到外面如圖線射到外面如圖341所示所示圖圖341欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能例例2欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第三章核能第三章核能【思路點撥】鈾【思路點撥】鈾235釋放的能量等于一天釋放的能量等于一天發(fā)電的電能計算出發(fā)電的電能計算出5.0