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苏科版九年级全册核能精品教学ppt课件
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这是一份苏科版九年级全册核能精品教学ppt课件，共51页。PPT课件主要包含了我们只有一个地球，能源与可持续发展，核电站，核裂变和链式反应，原子的组成，链式反应，原子弹，核能发电的优点，解析见下页等内容，欢迎下载使用。
宇宙中只有一个地球，她是人类赖以生存的地方，呵护地球，不仅仅是为了现在，更是为了千秋万代，保护好环境，利用好资源，人类社会才能实现“可持续发展”这些都和能源问题息息相关.
二战后期，美国在广岛和长崎甩下两枚原子弹，让数十万日本民众死亡，几百万人无家可归。原子弹摧枯拉朽的破坏力，将众多建筑物夷为平地，城市变成一片废墟；在这场灾难中，只有少部分人幸存下来，大部分要么被冲击波杀害，要么被核辐射杀害，对身体的影响超乎想象。
原子弹为什么会突然放出那么大的能量？
1964年10月16日15时，我国第一颗原子弹爆炸成功。
我国研制的第一颗原子弹、氢弹
你知道氢弹和原子弹的原理吗？
1967年6月17日上午8时20分，在我国西部地区新疆罗布泊上空，我国第一颗氢弹爆炸试验成功。
我们知道，原子是由原子核和核外电子构成的，原子核非常小，它的直径大约是原子直径的十万分之一。原子核又是由质子和中子构成的，中子不带电，质子带正电。
许多带正电的质子拥挤在一个小小的原子核中，它们之间必定会产生很大的相互排斥的力，可为什么它们还能紧紧地结合在一起呢？
这是因为，原子核内的各个粒子间还存在强大的吸引力—核力，质子和中子正是依靠强大的核力紧紧地结合在一起的。
20世纪初，科学家已经认识到原子核内蕴藏着巨大的能量。怎样才能让这些能量释放出来呢?为此，科学家经过几十年的艰苦探索，终于找到了获取核能的途径。
当原子核发生变化时，就可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能.
质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量的原子核的过程叫做裂变。
1938年，科学家发现，当用中子轰击铀原子核时，铀原子核可以分裂成两个或两个以上中等质量的原子核，同时释放出大量的能量。
实验表明，铀核发生裂变时，除了释放能量外，每个铀核同时还会放出2~3个中子。这些中子又能使其他铀核发生裂变，从而放出更多的中子，如果附近有足够多的铀核，裂变将不断自行地继续下去，就像发生雪崩一样，使千千万万个铀核在极短的时间内相继裂变，这种现象叫作链式反应。
如果对链式反应不加控制，就会在极短的时间内释放出巨大的能量，以致引起威力强大的爆炸，原子弹是根据这个原理制成的.
原子弹的基本结构如图所示。在原子弹的弹壳内装着两块分开的裂变物质(铀或钚），每一块的体积都小于能维持链式反应的最小体积——临界体积，外侧装有引爆装置。
点燃引爆装置，炸药爆炸产生的推动力将两块裂变物质压在一起。由于这时裂变物质的体积超过临界体积，裂变物质内部的原子核就会猛烈地发生链式反应而爆炸。
视频欣赏——《核裂变和链式反应》
为了安全、有效地利用核裂变时所产生的能量，科学家们研制成了核反应堆。它能对引起核裂变反应的中子数量及能量加以控制，从而使链式反应连续、缓慢地进行，核能得以平稳释放。核电站就是利用核反应堆提供的能量发电的，下图是核电站的示意图，它主要由核反应堆、汽轮机和发电机等组成.
核电站的核心设备是核反应堆。 1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。
核反应堆是原子核发生链式反应的场所，是能维持可控自持链式核裂变反应，以实现核能利用的装置。核反应堆通过合理布置核燃料，使得在无需补加中子源的条件下能在其中发生自持链式核裂变过程。
②核电站的能量转化过程
视频欣赏——《核电站的原理》
核能发电和火力发电的主要区别在于，它们使用的燃料不同，前者用的是核燃料，后者用的是化石燃料.
与火力发电相比，核能发电具有三个优点：①消耗的核燃料少 只需消耗很少的核燃料就可以产生大量的电能。1kg铀-235的核全部裂变，释放出的能量约等于2.5×106kg标准煤完全燃烧所释放的能量。②对环境污染轻核电站不排放烟尘和CO2、SO2（二氧化硫）等有害气体，对环境的污染比火力发电站小得多。③发电成本低. 从长远看，核能发电的成本低于火力发电.
反应堆内的铀核发生裂变时，会释放能量，同时也会产生射线。如果射线泄漏到外面，会对人和动物产生严重伤害。
切尔诺贝利核电站事故于1986年4月26日发生在乌克兰境内的普里皮亚季市，该电站第4发电机组，核反应堆全部炸毁，大量放射性物质泄漏，成为核电时代以来最大的事故。事故后有31余人当场死亡，200多人受到严重的放射性辐射，之后15年内有6-8万人死亡，13.4万人遭受各种程度的辐射疾病折磨，方圆30公里地区的11.5万多民众被迫疏散。
4. 核电站的防护措施
为了防止核反应过程中产生的放射性物质泄漏对人体造成伤害和对环境造成污染，在核反应堆的外面修建了很厚的水泥防护层以屏蔽射线.
①防止核泄漏的常用方法
此外，在核反应堆内设置了两个互不相通的水循环回路，第一回路中的循环水将核反应产生的热量带到热交换器中，第二回路中的水经加热产生高压蒸汽，驱动汽轮机的叶片高速旋转，从而带动发电机发电，如图所示，这样，在第一回路中具有放射性的水就不会泄漏到核反应堆外.
核废料就是在核燃料生产、加工和经核反应堆使用后产生的废料。核废料按物理状态可分为固体、液体和气体三种。一般来说，核废料具有强烈的放射性，而且能延续数千年、数万年甚至几十万年，也就是说，几十万年后，这些核废料还能伤害人类和污染环境。要想安全、长久地处理核废料，必须具备两个条件：首先要安全、长久地将核废料封闭在一个容器里，并保证数万年内不泄漏出放射性物质；其次，要寻找一处能安全、长久存放核废料的地点，这个地点要求物理环境特别稳定，长久不受水和空气的侵蚀，并能经受住地震、火山喷发、爆炸等的冲击.
②处理核废料的常用方法
目前，国际上处理核废料的方法通常是装有核废料的金属罐投入选定海域4000m以下的海底，或深埋于建在地下厚厚岩石层里的核废料库中.
四、核能是安全、洁净、廉价的能源吗？
辩题——《核能是安全、洁净、廉价的能源》
人类和平利用核能的历史虽然只有半个多世纪，但核能应用技术的发展却异常迅速，特别是20世纪80年代以来，它已成为世界能源舞台上一个引人注目的角色技术是一把双刃剑，它对社会的发展有双重作用，核技术的发展也是如此，它在给人们带来利益的同时，也带来了相关的风险.对于利用核能和大力发展核电站，人们的看法并不一致.
分为正方和反方进行辩论。
①核电站事故：为防止核泄漏，人们采取了多种防护措施，但这并不是万无一失的，历史上已发生过多次核电站事故，1986年4月26日，苏联切尔诺贝利核电站因操作失误，发生了灾难性事故，大量放射性物质泄漏到大气和周围环境中，离核电站30km以内的地区被隔离，成为“死亡区”，整个北半球都受到不同程度的污染。2011年3月11日，日本东北地区发生里氏9.0级地震，由地震引发的海啸造成了福岛核电站的严重核泄漏事故，这些核事故使人们对核电站的安全性持怀疑态度，使用核能发电的安全问题已成为世界各国关注的焦点.②核废料放射性危害：核电站所产生的核废料的放射性危害可持续上千年之久，怎样长期、安全、妥善地处理和保存这些核废料是个棘手的问题，事实上，为了确保核电站安全运作和妥善处理核废料，核电站的造价及运行成本远比人们想象的要高得多.
观点1：核能并非是安全、清洁、廉价的能源.
首先，核电站十分安全：①当今的核电站所采用的是新式核反应堆，它不会像切尔诺贝利核电站（采用的是老式的核反应堆）那样发生爆炸事故；②当核电站正常运行时，其放射性对环境的影响微不足道(生活在核电站周围的居民，30年所受到的辐射剂量仅相当于做一次X光检查所受到的辐射剂量）；③即使发生意外，多道防护屏障的防护作用也可将影响减小到最低程度.其次，核能是较清洁的能源，它不排放烟尘和CO2、SO2等有害气体，对环境的污染比火力发电站小得多.第三，核电站的综合运行成本低，只有火力发电站的一半，虽然由于技术、设备和安全防护设施等原因，它的造价比一般火力发电站高一些，但它在燃料与运输上的花费却比火力发电站少很多.
观点2：核能是安全、清洁、廉价的能源.
核能是安全、清洁、廉价的能源吗？对发展核能发电，我们应持怎样的态度？请查阅资料、收集证据，并就此问题与同学进行交流或展开辩论。
核能是由放射性物质释放的，核辐射对环境具有破坏性；核能并不廉价；核能在使用不当时，可能会造成核污染。核反应堆产生的乏燃料对人体有极大危害，难以处理。核电的效能更高，核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，核能发电节省了大量的煤、石油等能源。根据相关计算，一公斤铀-235产生的能量，和270-300万公斤煤炭产生的能量相当。核能发电时，核电站通过将铀-235进行裂变，使之产生热量。在其发生裂变反应的过程中，不会产生任何烟尘和气体，可以说是达到零排放。
氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，也会释放大量核能。这一过程就是聚变，也称为热核反应。
氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。
2. 聚变的应用——氢弹
现阶段科学家还没有找到持续可供使用的控制核聚变的方法。海水中蕴藏着丰富的氘核，通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题！
1升海水所含氘产生的聚变能等同于300升汽油所释放的能量。海水中氘的储量可使人类使用几十亿年。
较大原子核分裂为较小原子核的过程
用一定速度的中子轰击较大原子核
质量很小的原子核结合成较大原子核的过程
3. 裂变与聚变的比较
【例题1】原子核分裂或聚合，可以释放出巨大的能量，这种能量叫作________。用中子轰击比较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这是原子核的________。两个质量很小的原子核，在一定条件下结合成一个新的原子核，会释放出更大的核能，这就是原子核的_______，氢弹就是利用这种变化制成的.，氢弹就是利用这种变化制成的.
原子核分裂或聚合时释放的能量叫作核能，原子核分裂叫作裂变，原子核聚合叫作聚变.
【例题2】下列关于核能的说法正确的是（ ）A. 物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能B. 到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变C. 原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的D. 自然界只有在人为的条件下才能发生聚变
核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源。虽然各种物质都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量，只有当原子核发生裂变或聚变时才伴随巨大的能量释放。原子弹是利用裂变的链式反应能在极短的时间内释放出巨大能量的原理制成的，而氢弹则是利用氢核的聚变制成的。自然界除人为的聚变外，太阳和许多恒星内部都在不停地进行着大规模的聚变反应，并以光和热的形式将核能辐射出来。故B对。
【例题3】关于核电站，下列说法正确的是（ ）A. 核电站所使用的核燃料是煤和石油B. 核电站核反应堆中发生的是可以控制的核裂变C. 核电站发电的能量转化过程:核能→内能→电能→机械能D. 核电站产生的核废料可以作为生活垃圾来处理
核电站使用的核燃料是浓缩铀而不是煤和石油，A错；核反应堆是核电站的核心设备，它是根据原子核裂变反应的特点设计制造的，能控制核裂变的速度，是使核能比较平稳地释放出来的装置，B对；核电站的工作过程大致为:反应堆中铀核裂变的核能转化为内能传递给水，产生高温高压的蒸汽驱动汽轮机转动，把内能转化为机械能，再由汽轮机带动发电机转动，将机械能转化为电能。故能量转化过程:核能→内能→机械能→电能，C错；核电站产生的核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方，不可以作为生活垃圾来处理，D 错。B正确。
对引起核裂变反应的中子数量及能量加以控制，使链式反应连续、缓慢地进行，核能得以平稳释放.
防止核泄漏；处理核废料.
质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程叫裂变.
使千千万万个铀核在极短的时间内相继裂变， 这种现象叫作链式反应.
对链式反应不加控制，就会在极短的时间内释放出巨大的能量.
WHAT•WHY•WOW
1. 在核能发电的过程中，有哪些能量转化过程?
四、课外实践与练习——WWW
2. 核能发电和火力发电有哪些异同?
火力发电与核能发电的比较
核电站跟火力发电站在发电的过程上是一样的，即都是利用高温、高压的蒸汽推动汽轮机做功，带动发电机发电，使内能转化为机械能，再转化为电能。不同的是，核电站是利用核反应放出的核能转化为高温、高压蒸汽的内能，而火力发电站是利用煤或石油的化学能转化为高温、高压蒸汽的内能.
3. 查阅资料，了解核电站与原子弹的工作原理有哪些不同。试以“核电站会像原子弹那样发生爆炸吗”为题，谈谈自己的看法。
核电站和原子弹都是应用链式反应将核能转变为其他形式能量的装置。不同的是：原子弹对链式反应过程不加控制，以致在极短的时间内放出巨大的能量，引起威力强大的爆炸；而核电站中的核反应堆是使链式反应在人工控制下缓慢地进行的。核电站核燃料中的有效成分为铀-235，铀-235同样也是原子弹中的“核炸药”，那么核电站会不会像原子弹那样爆炸呢?
不必担心，几乎没有这种可能性!核电站的核燃料中铀-235的含量约为3%，而原子弹核炸药中的铀-235含量高达90%以上，正像啤酒和白酒都含有酒精，白酒因酒精含量高可以被点燃，而啤酒则因酒精含量低不能被点燃一样。应该看到，原子弹是一项高技术产品，形成核爆炸有非常严格的条件.原子弹必须用高浓度的铀-235 或钚-239 做核装料，并以一套精密复杂的系统引爆高能烈性炸药，利用爆炸力在瞬间精确地改变核装料的形状或位置，才能形成不可控的链式裂变反应，发生核爆炸.这种苛刻的条件，在核电站里是不可能有的。目前我国所采用的压水型反应堆的设计原理就具有内在安全的特性，更何况核反应堆还有多重的安全保护系统，确保反应堆不会失控.
4. 查阅资料，了解福岛核电站核泄漏事故发生的原因和造成的危害，谈谈它对人类和平利用核能有什么启示。
虽然核泄漏的危害巨大，但不能因偶尔一次事故，即否定核能，停止发展核能；核能是安全的，核能利用年来，只发生了次大事故；任何工业都是有风险的，不能因为一两次事故就否定了核工业，除非我们不发展了；只要加强管理，人类就能防范这种危险的发生，尽可能使这种风险在可控的范围之内，从而实现更高水平的核安全。只要核电站不出事故，它就是最安全、最环保、最清洁、最高效的能源之一。尽管日本福岛核电站发生了严重的核泄漏事故，但人们不会因此停下和平利用核能发电为人类造福的脚步。
1. 如图是我国目前能源使用比例图．其中核能是我国正在大力开发和利用的一种有前途的能源，下列说法正确的是（ ）A．核电站利用核能发电，将核能转化为电能B．现在的核电站是利用聚变反应来产生电能C．核能是我国目前消耗的主要能源D．核电站产生的核废料对环境不会造成污染
核电站主要是利用核裂变进行发电的，是将核能转化为电能的过程，A正确，B错误； 化石能源是我国当今主要的能源，C错误；核电站产生的核废料会对环境造成污染，D错误． 所以选A.
2. 2011年3月11日，日本东北部海域发生的海底大地震导致福岛第一核电站二号机组受损，引发了较为严重的核泄漏，核电安全再次成为各国高度关注的问题。关于核能开发的说法中，你认为正确的是（ ） A.停止开发核能，因为开发核能会带来可怕的核泄漏，弊远大于利B. 核能是一种稳定、高效、清洁的可再生能源，是其他新能源不可能替代的C.福岛第一核电站开发核能是利用可控核裂变过程中释放的核能D. 核能开发是绝对安全的，即使有核泄漏也是清洁、无污染的
对于核能的开发和利用，人们既要看到它有利的一面，同时也要注意到它有害的一面(主要是可能产生核泄漏)，A和D是两种极端的、片面的看法；核能属于不可再生能源，也不是其他新能源不可替代的，B错；核电站是利用可控核裂变过程中释放的核能来发电的，C对。
3．2021年1月30日，全球第一台“华龙一号"核电机组——中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行。下列说法正确的是（ ）A．核燃料发电后产生的废弃物可以按照一般垃圾处理B．核电站中的能量转化是将核能最终转化为电能C．核电站是利用核聚变释放能量来发电D．通过改进科学技术，可以让核电站的能源转化的效率达100%
A．核燃料发电产生的废弃物具有放射性，不可按照一般垃圾处理，A错误；B．核电站中的能量转化是将核能释放出来，最终转化为电能，故B正确；C．核电站是利用核裂变释放能量来发电，故C错误；D．通过改进科学技术，可以提高能量的利用效率，但效率不可能达100%，故D错误。
4．图是核能发电原理图，下列说法正确的是（ ）A．核能是可再生能源 B．核反应堆将核能转化为电能C．汽轮机将内能转化为机械能 D．发电机将电能转化为机械能
A. 核能不是可再生能源，A错误；B. 核反应堆将核能转化为内能，B错误；C. 汽轮机将内能转化为机械能，C正确；D. 发电机将机械能转化为电能D错误．
5． 如图所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，创造世界新纪录，在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过______ （填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能，原子核能又转化为______，从而获得上亿度的高温。
东方超环的反应原理与太阳类似，通过核聚变释放巨大的核能，此过程中能量转化是核能转化为内能。
（1）核电站是利用______能来发电的，其能量是原子核发生了核_______（选填“裂变”或“聚变”）；（2）由于一系列的爆炸，使得大量的核燃料外泄，周围的人们处在核污染当中．图乙中是核辐射标志的是_______；（3）为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用________的方法来改变内能的；
6．2011年3月，日本发生了强烈地震并引发了海啸，对福岛核电站造成了很大的破坏，如图甲所示．
宇宙中只有一个地球，她是人类赖以生存的地方，呵护地球，不仅仅是为了现在，更是为了千秋万代，保护好环境，利用好资源，人类社会才能实现“可持续发展”这些都和能源问题息息相关.
二战后期，美国在广岛和长崎甩下两枚原子弹，让数十万日本民众死亡，几百万人无家可归。原子弹摧枯拉朽的破坏力，将众多建筑物夷为平地，城市变成一片废墟；在这场灾难中，只有少部分人幸存下来，大部分要么被冲击波杀害，要么被核辐射杀害，对身体的影响超乎想象。
原子弹为什么会突然放出那么大的能量？
1964年10月16日15时，我国第一颗原子弹爆炸成功。
我国研制的第一颗原子弹、氢弹
你知道氢弹和原子弹的原理吗？
1967年6月17日上午8时20分，在我国西部地区新疆罗布泊上空，我国第一颗氢弹爆炸试验成功。
我们知道，原子是由原子核和核外电子构成的，原子核非常小，它的直径大约是原子直径的十万分之一。原子核又是由质子和中子构成的，中子不带电，质子带正电。
许多带正电的质子拥挤在一个小小的原子核中，它们之间必定会产生很大的相互排斥的力，可为什么它们还能紧紧地结合在一起呢？
这是因为，原子核内的各个粒子间还存在强大的吸引力—核力，质子和中子正是依靠强大的核力紧紧地结合在一起的。
20世纪初，科学家已经认识到原子核内蕴藏着巨大的能量。怎样才能让这些能量释放出来呢?为此，科学家经过几十年的艰苦探索，终于找到了获取核能的途径。
当原子核发生变化时，就可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能.
质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量的原子核的过程叫做裂变。
1938年，科学家发现，当用中子轰击铀原子核时，铀原子核可以分裂成两个或两个以上中等质量的原子核，同时释放出大量的能量。
实验表明，铀核发生裂变时，除了释放能量外，每个铀核同时还会放出2~3个中子。这些中子又能使其他铀核发生裂变，从而放出更多的中子，如果附近有足够多的铀核，裂变将不断自行地继续下去，就像发生雪崩一样，使千千万万个铀核在极短的时间内相继裂变，这种现象叫作链式反应。
如果对链式反应不加控制，就会在极短的时间内释放出巨大的能量，以致引起威力强大的爆炸，原子弹是根据这个原理制成的.
原子弹的基本结构如图所示。在原子弹的弹壳内装着两块分开的裂变物质(铀或钚），每一块的体积都小于能维持链式反应的最小体积——临界体积，外侧装有引爆装置。
点燃引爆装置，炸药爆炸产生的推动力将两块裂变物质压在一起。由于这时裂变物质的体积超过临界体积，裂变物质内部的原子核就会猛烈地发生链式反应而爆炸。
视频欣赏——《核裂变和链式反应》
为了安全、有效地利用核裂变时所产生的能量，科学家们研制成了核反应堆。它能对引起核裂变反应的中子数量及能量加以控制，从而使链式反应连续、缓慢地进行，核能得以平稳释放。核电站就是利用核反应堆提供的能量发电的，下图是核电站的示意图，它主要由核反应堆、汽轮机和发电机等组成.
核电站的核心设备是核反应堆。 1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。
核反应堆是原子核发生链式反应的场所，是能维持可控自持链式核裂变反应，以实现核能利用的装置。核反应堆通过合理布置核燃料，使得在无需补加中子源的条件下能在其中发生自持链式核裂变过程。
②核电站的能量转化过程
视频欣赏——《核电站的原理》
核能发电和火力发电的主要区别在于，它们使用的燃料不同，前者用的是核燃料，后者用的是化石燃料.
与火力发电相比，核能发电具有三个优点：①消耗的核燃料少 只需消耗很少的核燃料就可以产生大量的电能。1kg铀-235的核全部裂变，释放出的能量约等于2.5×106kg标准煤完全燃烧所释放的能量。②对环境污染轻核电站不排放烟尘和CO2、SO2（二氧化硫）等有害气体，对环境的污染比火力发电站小得多。③发电成本低. 从长远看，核能发电的成本低于火力发电.
反应堆内的铀核发生裂变时，会释放能量，同时也会产生射线。如果射线泄漏到外面，会对人和动物产生严重伤害。
切尔诺贝利核电站事故于1986年4月26日发生在乌克兰境内的普里皮亚季市，该电站第4发电机组，核反应堆全部炸毁，大量放射性物质泄漏，成为核电时代以来最大的事故。事故后有31余人当场死亡，200多人受到严重的放射性辐射，之后15年内有6-8万人死亡，13.4万人遭受各种程度的辐射疾病折磨，方圆30公里地区的11.5万多民众被迫疏散。
4. 核电站的防护措施
为了防止核反应过程中产生的放射性物质泄漏对人体造成伤害和对环境造成污染，在核反应堆的外面修建了很厚的水泥防护层以屏蔽射线.
①防止核泄漏的常用方法
此外，在核反应堆内设置了两个互不相通的水循环回路，第一回路中的循环水将核反应产生的热量带到热交换器中，第二回路中的水经加热产生高压蒸汽，驱动汽轮机的叶片高速旋转，从而带动发电机发电，如图所示，这样，在第一回路中具有放射性的水就不会泄漏到核反应堆外.
核废料就是在核燃料生产、加工和经核反应堆使用后产生的废料。核废料按物理状态可分为固体、液体和气体三种。一般来说，核废料具有强烈的放射性，而且能延续数千年、数万年甚至几十万年，也就是说，几十万年后，这些核废料还能伤害人类和污染环境。要想安全、长久地处理核废料，必须具备两个条件：首先要安全、长久地将核废料封闭在一个容器里，并保证数万年内不泄漏出放射性物质；其次，要寻找一处能安全、长久存放核废料的地点，这个地点要求物理环境特别稳定，长久不受水和空气的侵蚀，并能经受住地震、火山喷发、爆炸等的冲击.
②处理核废料的常用方法
目前，国际上处理核废料的方法通常是装有核废料的金属罐投入选定海域4000m以下的海底，或深埋于建在地下厚厚岩石层里的核废料库中.
四、核能是安全、洁净、廉价的能源吗？
辩题——《核能是安全、洁净、廉价的能源》
人类和平利用核能的历史虽然只有半个多世纪，但核能应用技术的发展却异常迅速，特别是20世纪80年代以来，它已成为世界能源舞台上一个引人注目的角色技术是一把双刃剑，它对社会的发展有双重作用，核技术的发展也是如此，它在给人们带来利益的同时，也带来了相关的风险.对于利用核能和大力发展核电站，人们的看法并不一致.
分为正方和反方进行辩论。
①核电站事故：为防止核泄漏，人们采取了多种防护措施，但这并不是万无一失的，历史上已发生过多次核电站事故，1986年4月26日，苏联切尔诺贝利核电站因操作失误，发生了灾难性事故，大量放射性物质泄漏到大气和周围环境中，离核电站30km以内的地区被隔离，成为“死亡区”，整个北半球都受到不同程度的污染。2011年3月11日，日本东北地区发生里氏9.0级地震，由地震引发的海啸造成了福岛核电站的严重核泄漏事故，这些核事故使人们对核电站的安全性持怀疑态度，使用核能发电的安全问题已成为世界各国关注的焦点.②核废料放射性危害：核电站所产生的核废料的放射性危害可持续上千年之久，怎样长期、安全、妥善地处理和保存这些核废料是个棘手的问题，事实上，为了确保核电站安全运作和妥善处理核废料，核电站的造价及运行成本远比人们想象的要高得多.
观点1：核能并非是安全、清洁、廉价的能源.
首先，核电站十分安全：①当今的核电站所采用的是新式核反应堆，它不会像切尔诺贝利核电站（采用的是老式的核反应堆）那样发生爆炸事故；②当核电站正常运行时，其放射性对环境的影响微不足道(生活在核电站周围的居民，30年所受到的辐射剂量仅相当于做一次X光检查所受到的辐射剂量）；③即使发生意外，多道防护屏障的防护作用也可将影响减小到最低程度.其次，核能是较清洁的能源，它不排放烟尘和CO2、SO2等有害气体，对环境的污染比火力发电站小得多.第三，核电站的综合运行成本低，只有火力发电站的一半，虽然由于技术、设备和安全防护设施等原因，它的造价比一般火力发电站高一些，但它在燃料与运输上的花费却比火力发电站少很多.
观点2：核能是安全、清洁、廉价的能源.
核能是安全、清洁、廉价的能源吗？对发展核能发电，我们应持怎样的态度？请查阅资料、收集证据，并就此问题与同学进行交流或展开辩论。
核能是由放射性物质释放的，核辐射对环境具有破坏性；核能并不廉价；核能在使用不当时，可能会造成核污染。核反应堆产生的乏燃料对人体有极大危害，难以处理。核电的效能更高，核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，核能发电节省了大量的煤、石油等能源。根据相关计算，一公斤铀-235产生的能量，和270-300万公斤煤炭产生的能量相当。核能发电时，核电站通过将铀-235进行裂变，使之产生热量。在其发生裂变反应的过程中，不会产生任何烟尘和气体，可以说是达到零排放。
氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，也会释放大量核能。这一过程就是聚变，也称为热核反应。
氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。
2. 聚变的应用——氢弹
现阶段科学家还没有找到持续可供使用的控制核聚变的方法。海水中蕴藏着丰富的氘核，通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题！
1升海水所含氘产生的聚变能等同于300升汽油所释放的能量。海水中氘的储量可使人类使用几十亿年。
较大原子核分裂为较小原子核的过程
用一定速度的中子轰击较大原子核
质量很小的原子核结合成较大原子核的过程
3. 裂变与聚变的比较
【例题1】原子核分裂或聚合，可以释放出巨大的能量，这种能量叫作________。用中子轰击比较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这是原子核的________。两个质量很小的原子核，在一定条件下结合成一个新的原子核，会释放出更大的核能，这就是原子核的_______，氢弹就是利用这种变化制成的.，氢弹就是利用这种变化制成的.
原子核分裂或聚合时释放的能量叫作核能，原子核分裂叫作裂变，原子核聚合叫作聚变.
【例题2】下列关于核能的说法正确的是（ ）A. 物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能B. 到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变C. 原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的D. 自然界只有在人为的条件下才能发生聚变
核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源。虽然各种物质都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量，只有当原子核发生裂变或聚变时才伴随巨大的能量释放。原子弹是利用裂变的链式反应能在极短的时间内释放出巨大能量的原理制成的，而氢弹则是利用氢核的聚变制成的。自然界除人为的聚变外，太阳和许多恒星内部都在不停地进行着大规模的聚变反应，并以光和热的形式将核能辐射出来。故B对。
【例题3】关于核电站，下列说法正确的是（ ）A. 核电站所使用的核燃料是煤和石油B. 核电站核反应堆中发生的是可以控制的核裂变C. 核电站发电的能量转化过程:核能→内能→电能→机械能D. 核电站产生的核废料可以作为生活垃圾来处理
核电站使用的核燃料是浓缩铀而不是煤和石油，A错；核反应堆是核电站的核心设备，它是根据原子核裂变反应的特点设计制造的，能控制核裂变的速度，是使核能比较平稳地释放出来的装置，B对；核电站的工作过程大致为:反应堆中铀核裂变的核能转化为内能传递给水，产生高温高压的蒸汽驱动汽轮机转动，把内能转化为机械能，再由汽轮机带动发电机转动，将机械能转化为电能。故能量转化过程:核能→内能→机械能→电能，C错；核电站产生的核废料具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方，不可以作为生活垃圾来处理，D 错。B正确。
对引起核裂变反应的中子数量及能量加以控制，使链式反应连续、缓慢地进行，核能得以平稳释放.
防止核泄漏；处理核废料.
质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程叫裂变.
使千千万万个铀核在极短的时间内相继裂变， 这种现象叫作链式反应.
对链式反应不加控制，就会在极短的时间内释放出巨大的能量.
WHAT•WHY•WOW
1. 在核能发电的过程中，有哪些能量转化过程?
四、课外实践与练习——WWW
2. 核能发电和火力发电有哪些异同?
火力发电与核能发电的比较
核电站跟火力发电站在发电的过程上是一样的，即都是利用高温、高压的蒸汽推动汽轮机做功，带动发电机发电，使内能转化为机械能，再转化为电能。不同的是，核电站是利用核反应放出的核能转化为高温、高压蒸汽的内能，而火力发电站是利用煤或石油的化学能转化为高温、高压蒸汽的内能.
3. 查阅资料，了解核电站与原子弹的工作原理有哪些不同。试以“核电站会像原子弹那样发生爆炸吗”为题，谈谈自己的看法。
核电站和原子弹都是应用链式反应将核能转变为其他形式能量的装置。不同的是：原子弹对链式反应过程不加控制，以致在极短的时间内放出巨大的能量，引起威力强大的爆炸；而核电站中的核反应堆是使链式反应在人工控制下缓慢地进行的。核电站核燃料中的有效成分为铀-235，铀-235同样也是原子弹中的“核炸药”，那么核电站会不会像原子弹那样爆炸呢?
不必担心，几乎没有这种可能性!核电站的核燃料中铀-235的含量约为3%，而原子弹核炸药中的铀-235含量高达90%以上，正像啤酒和白酒都含有酒精，白酒因酒精含量高可以被点燃，而啤酒则因酒精含量低不能被点燃一样。应该看到，原子弹是一项高技术产品，形成核爆炸有非常严格的条件.原子弹必须用高浓度的铀-235 或钚-239 做核装料，并以一套精密复杂的系统引爆高能烈性炸药，利用爆炸力在瞬间精确地改变核装料的形状或位置，才能形成不可控的链式裂变反应，发生核爆炸.这种苛刻的条件，在核电站里是不可能有的。目前我国所采用的压水型反应堆的设计原理就具有内在安全的特性，更何况核反应堆还有多重的安全保护系统，确保反应堆不会失控.
4. 查阅资料，了解福岛核电站核泄漏事故发生的原因和造成的危害，谈谈它对人类和平利用核能有什么启示。
虽然核泄漏的危害巨大，但不能因偶尔一次事故，即否定核能，停止发展核能；核能是安全的，核能利用年来，只发生了次大事故；任何工业都是有风险的，不能因为一两次事故就否定了核工业，除非我们不发展了；只要加强管理，人类就能防范这种危险的发生，尽可能使这种风险在可控的范围之内，从而实现更高水平的核安全。只要核电站不出事故，它就是最安全、最环保、最清洁、最高效的能源之一。尽管日本福岛核电站发生了严重的核泄漏事故，但人们不会因此停下和平利用核能发电为人类造福的脚步。
1. 如图是我国目前能源使用比例图．其中核能是我国正在大力开发和利用的一种有前途的能源，下列说法正确的是（ ）A．核电站利用核能发电，将核能转化为电能B．现在的核电站是利用聚变反应来产生电能C．核能是我国目前消耗的主要能源D．核电站产生的核废料对环境不会造成污染
核电站主要是利用核裂变进行发电的，是将核能转化为电能的过程，A正确，B错误； 化石能源是我国当今主要的能源，C错误；核电站产生的核废料会对环境造成污染，D错误． 所以选A.
2. 2011年3月11日，日本东北部海域发生的海底大地震导致福岛第一核电站二号机组受损，引发了较为严重的核泄漏，核电安全再次成为各国高度关注的问题。关于核能开发的说法中，你认为正确的是（ ） A.停止开发核能，因为开发核能会带来可怕的核泄漏，弊远大于利B. 核能是一种稳定、高效、清洁的可再生能源，是其他新能源不可能替代的C.福岛第一核电站开发核能是利用可控核裂变过程中释放的核能D. 核能开发是绝对安全的，即使有核泄漏也是清洁、无污染的
对于核能的开发和利用，人们既要看到它有利的一面，同时也要注意到它有害的一面(主要是可能产生核泄漏)，A和D是两种极端的、片面的看法；核能属于不可再生能源，也不是其他新能源不可替代的，B错；核电站是利用可控核裂变过程中释放的核能来发电的，C对。
3．2021年1月30日，全球第一台“华龙一号"核电机组——中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行。下列说法正确的是（ ）A．核燃料发电后产生的废弃物可以按照一般垃圾处理B．核电站中的能量转化是将核能最终转化为电能C．核电站是利用核聚变释放能量来发电D．通过改进科学技术，可以让核电站的能源转化的效率达100%
A．核燃料发电产生的废弃物具有放射性，不可按照一般垃圾处理，A错误；B．核电站中的能量转化是将核能释放出来，最终转化为电能，故B正确；C．核电站是利用核裂变释放能量来发电，故C错误；D．通过改进科学技术，可以提高能量的利用效率，但效率不可能达100%，故D错误。
4．图是核能发电原理图，下列说法正确的是（ ）A．核能是可再生能源 B．核反应堆将核能转化为电能C．汽轮机将内能转化为机械能 D．发电机将电能转化为机械能
A. 核能不是可再生能源，A错误；B. 核反应堆将核能转化为内能，B错误；C. 汽轮机将内能转化为机械能，C正确；D. 发电机将机械能转化为电能D错误．
5． 如图所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，创造世界新纪录，在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。“东方超环”的反应原理与太阳类似，通过______ （填“裂变”或“聚变”）释放巨大的核能，原子核能又转化为______，从而获得上亿度的高温。
东方超环的反应原理与太阳类似，通过核聚变释放巨大的核能，此过程中能量转化是核能转化为内能。
（1）核电站是利用______能来发电的，其能量是原子核发生了核_______（选填“裂变”或“聚变”）；（2）由于一系列的爆炸，使得大量的核燃料外泄，周围的人们处在核污染当中．图乙中是核辐射标志的是_______；（3）为了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用________的方法来改变内能的；
6．2011年3月，日本发生了强烈地震并引发了海啸，对福岛核电站造成了很大的破坏，如图甲所示．
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