资源描述
《18.2 核能》
教学目标：(A)
1.知道释放核能的二种方式;
2.了解铀核链式反应的大致情况和核电站的大致工作过程。
教学重点：释放核能的二条途径——重核的裂变和轻核的聚变。
教学难点：核电站的工作原理
教学过程：
一．前提测评
1. 我国已于2006年1月1日开始实施《可再生能源法》。这部法律不仅向人们显示了可再生能源对于未来社会生活的重大意义，同时，也为可再生能源未来的发展指出了明确的方向。（1）目前我国常用的能源有煤炭、石油、天然气、风能、水能、核燃料、太阳能等，其中属于可再生能源的是____________________。
（2）与不可再生能源相比，可再生能源的主要优点是（只要求写出一条） ____________。
2.下列关于能源的说法正确的是（ ）
A.太阳能取之不尽，用之不竭，所以使用太阳能热水器不必考虑节约
B.家中无人时，电冰箱应该断开电源，停止工作
C.电视机关机后应该断开电源，否则还会消耗一定的电能
D.能量是守恒的，所以不会发生能源危机
3.下列能源中属于新能源的是（ ）
A.煤B.天然气C.石油D.太阳能
4.下列能源中，属于非清洁能源的是（ ）
A.水能B.风能C.天然气D.太阳能
5.启东毗邻黄海，有较丰富的风力资源，东部沿海即将并网的十万千瓦风力发电机组年发电量为2百万千瓦时，相当于燃烧____Kg的煤放出的能量？（煤的热值为2×107J/Kg）
6.原子由带正电的____和带负电的____构成，其中，____占有整个原子的绝大部分质量，原子核又由带正电的____的不带电的____构成。
二．新课教学
1．核能
简单介绍；核能是一种先进的、可以替代常规能源的新能源。目前世界上利用核能发电的核电站已经有400多个。其年发电总量约占全球年发电总量的17%，到下一世纪，核能有可能成为一些国家的主要能源。
结合学生的预习情况，让学生讨论、解决、回答如下问题：
（1） 原子的结构是怎样的
(这里让学生回答，教师看情况作相应的补充)
一切物质由分子组成，分子又由原子组成．有些物质的分子就是一个原子．原子十分小，它的直径不到一个纳米．原子由质子、中子、电子三种粒子组成．质子带正电荷，电子带负电荷，中子不带电．质子和中子的质量比电子大得多，挤在处于原子中心的构成非常小的原子核中，就像几颗豆粒挤在大广场中央一小块弹丸之地一样．
（2） 原子核中的各个粒子为什么能紧紧地结合在一起。
（这里也可以让学生进行大胆猜想，然后教师补充。但时间应该很短）
质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或重新组合是极其困难的．但是，一旦使原子核分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能．
（3）有几种方法可以让原子核中蕴藏的能量释放出来？
核能是能源家族的新成员，它包括核裂变能和核聚变能两种主要形式．
教师可以根据学生的具体情况，作相应的提示、指导。（估计这里没有太大的问题）
2．核裂变和链式反应
裂变
图1
（这里可以让学生先自己看书，教师检查学生的阅读效果）
教师总结并强调：科学家发现用中子轰击铀235（质量数为235的铀），铀核会分裂成大小相差不很大的两部分，这种现象叫做裂变（图1）．发生裂变时有核能释放出来，这时裂变后的产物以很大速度向相反方向飞开，与周围的分子碰撞，使分子动能增加，转化为物体的内能．裂变释放的核能十分巨大，1 kg铀235中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量相当于2500 t标准煤完全燃烧放出的能量．
图2
用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量．这好比用火柴点燃木材，木材才能燃烧，放出能量一样．假如外界的中子停止轰击，裂变也就停止．然而实验表明，铀核裂变时，还同时放出2~3个中子，放出的中子又可以轰击其他铀核，使它们也发生裂变．这样，裂变将不断地自行继续下去（图2）．这种现象叫做链式反应．
图3 图4
如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会释放出巨大的核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的（图3及图4）．
（这里可以结合课堂实际，让学生阅读P/103页《原子弹》后谈谈已经知道的关于原子弹的知识，教师作适当的补充）
3.核电站
如果控制链式反应的速度，使核能慢慢地平稳地释放出来，就便于和平利用了．能够缓慢、平稳地释放核能的装置，叫做核反应堆．
让学生看书后弄清以下问题：
（1） 核电站的主要组成部分（核反应堆、热交换器、汽轮机和发电机等）
（2） 核电站和火力发电的主要区别（燃料不同）
（3） 我国核电站的实际情况
（4） 核电站与火力发电的各自优、缺点 （包括污染情况、运行成本等）
4．核聚变
科学家们发现，较轻的核结合成较重的核，也能释放能量，这种现象叫做聚变．例如一个氘核（质量数为2的氢核）和一个氚核（质量数为3的氢核）结合时，就释放出核能（图5）．
图5
氢弹就是利用轻核聚变制成的．氢弹是一种比原子弹威力更为巨大的核武器．
太阳内部进行着大规模的聚变，释放的核能以电磁波的形式从太阳辐射出来，地球上的生物每天都享用着聚变释放出的能量．
如何实现聚变，如何利用聚变释放的核能，科学家正在积极地探索着．海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氚核．科学家预言，通过可控制聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题．
人们现在还不能像控制裂变那样有效地、随心所欲地控制聚变反应，和平利用聚变释放的核能，但是由于核聚变可以释放比裂变更大的核能，而且不像裂变那样会产生较大的放射性污染，其原料氘和氚等又比铀丰富得多，因此控制聚变反应是一个非常吸引人的课题。目前世界上不少国家都在积极研究聚变的人工控制并已取得了一定的进展。我们国家在这方面也没有落后，自己研制的可控核聚变的实验装置--中国环流器1号已于1984年顺利启动，已经取得不少研究成果，至今仍在继续工作中。同学们将来也许能参与其中，成为我国和平利用聚变释放核能的有功人员，为开发我国的新能源作出重大的贡献，我们衷期待着这一天。
5. 课堂小结：让学生归纳总结本堂课主要学了什么知识。
三．当堂检测
1．关于核能的下列说法中，不正确的是（ ）
A、核电站是利用原子核裂变的链式反应的能量来发电的
B、如果对裂变的链式反应不加控制，在极短时间内会放出巨大能量，发生爆炸
C、氢弹是利用轻核聚变制成的核武器
D、原子弹是利用轻核聚变或重核裂变制成的核武器
2．目前已建成的核电站都是利用 ( )
A、物质的氧化反应产生的能量来发电
B、物质的还原反应产生的能量来发电
C、核裂变的链式反应产生的能量来发电
D、核聚变的链式反应产生的能量来发电
3．下列核武器的防护措施，不正确的是（ ）
A、不需离开污染区，但受污染的食品和水不得食用
B、在污染区要带好防毒面具或口罩
C、不可用眼看光球
D、增加建筑物，防护掩体的坚固程度
4．太阳内部进行的规模反应是（ ）
A、核裂变 B、核聚变 C、核裂变和聚变 D、无法确定是哪种
5．关于核能的说法中正确的是（ ）
A、物质由原子构成，原子中有原子核，所以利用任何物质都可以得到核能
B、到目前为止，人类获得核有两种途径，即利用原子核的裂变和聚变
C、原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成
D、自然界只有在人为条件下才可能发生原子核的裂变
课后布置：
1．阅读课本，知道什么是核能，了解释放核能的两条途径。
2．通过阅读“STS 核电站和核废料处理”让学生了解科技给人类带来便利的同时，也会给人类带来灾难。
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