物理九年级全册（2024）第二十二章 能源与可持续发展第1节 能源利用的现状和面临的挑战优秀课件ppt

这是一份物理九年级全册（2024）第二十二章 能源与可持续发展第1节 能源利用的现状和面临的挑战优秀课件ppt，共41页。PPT课件主要包含了原子核正，核外电子负，质子正，中子不带电，发生裂变的条件，核反应堆，核能发电的优点，核能发电的弊端，原子弹，核废料处理等内容，欢迎下载使用。
我国第一颗原子弹爆炸时的情景
我国第一颗氢弹爆炸时的情景
氢弹和原子弹能量来源于哪里？它们的原理相同吗？
质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。
质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。
裂变：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放能量的过程。
1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生了裂变。 1kg铀全部裂变，释放的能量超过2 000t煤完全燃烧时释放的能量。
用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。 外界中子停止轰击，裂变也就停止了。 怎样才能让裂变继续下去呢？
当中子轰击铀核时，铀核发生裂变，释放大量核能的同时产生出几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核，使它们也发生裂变。由此，链式裂变就是铀核持续裂变的现象。
核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。
核能→内能→机械能→电能
1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。
水在核反应堆中心循环流动，吸收在核反应中产生的热量，并将这部分内能传递给蒸汽发生器内的水。
吸收了热量的水汽化变成蒸汽。
蒸汽推动发电机运转，将发电机的机械能转化为电能。
链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。
在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。
1. 为缓解电力紧张的状况，我省正在加快核电站的相关建设，下列说法正确的是（ ）A．核电站将核能最终转化为电能B．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变C．核能发电使用的燃料是天然气D．核电站利用的核能属于可再生能源
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。
可控聚变尚未实现，海水中蕴藏着丰富的氘核，科学家预言，通过可控聚变来利用核能，将有望彻底解决人类能源问题。
核燃料的安全循环使用和处理
核电站的核废料具有放射性，对环境会造成相当大的危害，因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。
第一道屏障是锆-4合金的燃料包壳，它把核燃料及其裂变产物封闭起来。
核电站实施纵深防御、多重保护、多样性的设计原则，确保核安全。以秦山核电站为例，它有三道屏障，用于防止放射性物质的外泄。
第二道屏障是壁厚为175毫米钢板制成的反应堆压力容器以及相应的管道设施，它把反应堆冷却剂包容在里面，防止有放射性的反应堆冷却剂外泄。
第三道屏障是反应堆安全壳，它是高72.5米、外径38米、厚1米的钢筋混凝土制成的圆柱形建筑，内衬6毫米的钢板。安全壳也能抵御外部破坏。
2. 下列关于原子核聚变的说法不正确的是（ ）A．任何两个原子核都可以发生聚变B．原子核必须在超高温下才能发生聚变C．大量的氢原子核聚变时释放出惊人的能量D．目前人类还不能有效地控制原子核聚变
在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，太阳就像一个巨大的“核能火炉”。
太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，核心温度高达1 500万摄氏度。
太阳表面温度约6 000 ℃，太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年。
太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一传递到地球。
太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。人类的日常生活，也无法离开阳光。
太阳能是地球上最基本的能源。
无论是生物质能、风能，还是水力、温差和潮汐能，归根结底都是太阳能的转化形式。矿物燃料蕴藏的能量，也是来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能。
今天我们开采化石燃料，实际上是在开采上亿年前地球接收的太阳能。
远古时期的植物通过光合作用将太阳能转化为生物体内的化学能。 经过地壳的不断运动，死后的动植物躯体埋在地下和海底。经过几百万年的复杂变化，变成了煤、石油、天然气。
用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质，把太阳能转化为内能。
太阳能电池可以将太阳能转变为电能；在航空、航天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用。
集热塔加热水，通过水蒸气推动汽轮机发电。
3. 下列关于太阳能的说法，错误的是（　　）A．太阳能是一次能源 B．太阳能是由核聚变产生的 C．当前我国能源消费以直接利用太阳能为主 D．太阳能清洁，无污染
1.（内江中考）关于核聚变，下列说法正确的是（　） A．原子核必须在超高温下才能发生聚变 B．任何两个原子核都可以发生聚变 C．原子弹爆炸时释放的巨大能量来自核聚变 D．目前人类已经建成核电站，利用核聚变发电
自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变
2.（2025·连云港）如图所示为谋核电站的发电流程图，关于核电站发电的过程，下列说法正确的是（ ）A.核反应堆中，发生的核裂变B.核反应堆中，将核能转化为电能C.汽轮机工作时，将内能转化为电能D.发电机工作时，将内能转化为电能
3.（2024·武汉）绿色发展是高质量发展的底色，为了更好践行绿色发展和“双碳目标”，武汉市区某高架桥上修建了一段全封闭“光伏声屏障”试验路段，如图所示。“光伏声屏障”既可以控制噪声，又可以提供电能，比传统的声屏障设备更节能环保。（q无烟煤=3.4×107J/kg）
（1）“光伏声屏障”是通过 阻断噪声 的方式来控制噪声的。（2）“光伏声屏障”路段的每一块玻璃上贴满了81个小光伏电池板，这些光伏电池板利用太阳能的方式是将太阳能转化为 。这段“光伏声屏障”试验路段每年发电约1.7×105kW·h，相当于完全燃烧 kg的无烟煤释放的能量。
1.下列有关原子核与核能的认识正确的是( )
A.原子核带负电B.核能是可再生的清洁能源C.核能发电是利用原子核裂变释放的核能D.原子核是由电子和质子构成的
2.原子弹和氢弹爆炸时释放核能的方式依次是( )
A.核裂变 核聚变B.核聚变 核裂变C.核裂变 核裂变D.核聚变 核聚变
3.太阳是人类能源的宝库。下列说法不正确的是( )
A.煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自太阳能B.太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变释放的能量C.太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源D.中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为电能
4.人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量。目前人类直接利用太阳能的方式是( )
A.利用太阳能集热器直接把水加热B.利用太阳能形成的风使风车发电C.利用太阳能汽车，把太阳能直接转化为机械能D.利用太阳能电池，把太阳能直接转化为化学能
5.如图所示的情况会发生在下列哪种场景( )
A.可控核聚变实验B.核电站C.摩擦生电D.化石燃料燃烧
6.如图所示的是我国的太阳能无人机“启明星50”，它是一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机，通过在全身布满太阳能电池板为无人机提供动力。下列有关说法，正确的是( )
A.太阳能是二次能源B.太阳能电池板的主要材料硅是超导材料C.地面通过电磁波控制“启明星50”D.太阳能是太阳内部发生核裂变产生的能量
7.核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过重核裂变释放核能的装置，图甲是核电站的原理图。核反应堆重核裂变，释放出核能传递给水，产生高温高压蒸汽，推动汽轮机带动发电机发电。
（1）核反应堆是通过可控核______释放核能的设备。
（2）根据图甲，请在图乙方框内完成核电站发电过程中能量的转化流程图。
（3）核电站使用过的核燃料称为________，它仍然具有 ______性，会对人和其他生物造成伤害，一般放入特殊的容器封存后，深埋在人烟稀少的地方。
目前直接利用太阳能的两种方式：①用集热器把水等物质加热；②用太阳能电池把太阳能转化成电能