核能的利用與環(huán)境保護課件-高二下學期物理選擇性

第五節(jié)

核能的利用與環(huán)境保護教學課件TeachingCourseware20XX.XX.XX第五章原子核與核能高中物理魯科版（2019）選擇性必修第三冊1.知道什么是核反應堆,了解核電站及核能發(fā)電的優(yōu)缺點。2.知道原子彈和氫彈的反應原理。3.知道核能的利用與防護。素養(yǎng)目標新課講解Newlessonexplanation新課講解一、核電站1.反應堆通過可控制的鏈式反應來釋放核能的裝置。(1)燃料：鈾棒(2)慢化劑：為了使裂變產生的快中子減速(3)控制棒：利用鎘棒吸收中子的能力很強來控制反應速度(4)水泥防護層：屏蔽射線防止放射性污染“熱中子（慢中子）”核反應堆示意圖水泥防護層控制棒——鎘棒燃料棒—鈾棒減速劑19世紀末20世紀初，人類通過實驗認識了核能并逐步學會使用和控制核能。新課講解核反應堆釋放的核能電能核電站轉化為的發(fā)電廠就是將2.核電站壓水式反應堆核電站包括反應堆本體、一回路系統(tǒng)、二回路系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機組以及為支持系統(tǒng)正常運行并保證反應堆安全而設置的輔助系統(tǒng)。一回路系統(tǒng)是蒸汽供應系統(tǒng)，包括蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主冷卻劑泵等，反應堆釋放的內能由冷卻劑帶到蒸汽發(fā)生器中，產生蒸汽；二回路系統(tǒng)是蒸汽驅動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電的系統(tǒng)，與常規(guī)火電廠汽輪發(fā)電系統(tǒng)基本相同。新課講解新課講解目前核電站的反應堆以

為燃料，發(fā)電成本低于煤電。但是

只占天然鈾的0.72％，99.28％的

沒有被充分利用，造成了資源的浪費和核廢料處理上的困難。采用增殖反應堆可使資源得到充分利用。增殖反應堆新課講解二、原子彈和氫彈1.原子彈原子彈是一種沒有減速劑、不加控制的爆炸性鏈式反應裝置。原子彈的鏈式反應是怎樣形成方法一：是將濃度為90％以上的

分成兩塊半球形，每塊都達不到臨界體積。利用普通炸藥引爆，使兩塊

擠合到一起，使其達到臨界體積，同時中子源釋放中子引起鏈式反應，從而引發(fā)劇烈爆炸。這樣設計的裝置，稱為“槍式”裝置。方法二：稱為“內爆法”，即將炸藥放在沒有達到臨界體積的（或）塊周圍。當炸藥爆炸時，很快向中心壓縮，使(或

）塊密度大增，發(fā)生鏈式反應。這種設計方法難度大，但核材料利用率較高。新課講解2.氫彈普通炸藥U235氘、氚爆炸裂變聚變1967年6月17日，我國首枚氫彈爆炸成功氫彈是一種不需人工控制而實現(xiàn)核聚變的反應裝置。新課講解在彈體內裝有熱核材料，

、鈾塊或钚塊以及普通炸藥。當普通炸藥爆炸時，鈾塊或钚塊迅速合為一體，使彈體體積超過臨界體積而發(fā)生爆炸。爆炸的高溫高壓使

等輕核發(fā)生聚變反應，產生很高的能量直至再次發(fā)生更大規(guī)模的爆炸。新課講解新課講解三、核能的優(yōu)勢與危害等效①核能發(fā)電可緩解能源危機。一座百萬千瓦級壓水式反應堆核電站，每年僅消耗1噸

，同等規(guī)模的燃煤發(fā)電廠每年要消耗原煤2.5×106噸。在煤炭等資源越來越少的情況下，越來越多的國家利用核能發(fā)電。1.核能的優(yōu)勢新課講解百萬千瓦級的燃煤電站每年要排放出幾萬噸二氧化硫、氮氧化物等有害氣體及致癌物質，而且煙塵還含有少量釷、鐳等放射性物質。核電站的安全殼是頂部為半球形的鋼筋混凝土建筑物，將反應堆和一回路系統(tǒng)密封在內，能防止其污染環(huán)境；二回路系統(tǒng)的廢水、廢氣是低放射性的且經(jīng)過處理后才能排放。②在安全運行的情況下，核能發(fā)電比燃煤發(fā)電對環(huán)境帶來的污染小。新課講解(1)核燃料使用后會產生具有高放射性的核廢料。(2)核泄漏會產生嚴重后果在反應堆的外面需要修建很厚的水泥層,用來屏蔽裂變產物放出的各種射線。核廢料需要裝入特制的容器,深埋地下。2.核能的危害新課講解(3)核武器的威脅核武器的威力巨大，不僅能摧毀地球上的生命，還會使生態(tài)環(huán)境受到嚴重破壞。所以，核武器的使用和核武器技術的擴散始終威脅著人類自身的生存。經(jīng)典例題ClassicExample經(jīng)典例題1.(多選)如圖是核電站工作流程圖,關于核能,下列說法正確的是A.核反應堆可以把核能直接轉化為電能B.核反應堆利用的是原子核衰變過程產

生的能量C.核反應生成物的比結合能大于反應物

的比結合能D.水泥防護層的作用是屏蔽裂變產物放出的各種射線√√經(jīng)典例題

答案0.527kg經(jīng)典例題

課堂練習ClassroomPractice課堂練習課堂練習課堂練習課堂練習課堂練習課堂練習課堂小結ClassSummary課堂小結核能的利用與環(huán)境保護目標一：核電站燃料：鈾棒目標二：原子彈