2 核能
1964年10月16日15時（北京時間），中國第一顆原子彈爆炸成功。你知道原子彈為什么會突然放出那么大的能量的呢？隨后，1967年6月17日上午8時20分，我國西部地區(qū)新疆羅布泊上空，我國第一顆氫彈爆炸試驗獲得完全的成功，氫彈和原子彈的原理相同嗎？
智 能 提 要
問：怎樣認識核電站？
答：核電站與其他類的發(fā)電廠（如火力發(fā)電廠）的不同點，僅僅是汽輪發(fā)電機所用蒸汽產(chǎn)生的方法、“燒”的燃料不同而已．
核電站“燒”的核燃料，是只有小手指的 大小的核燃料芯塊，而它所釋放出來的能量就相當(dāng)于10t優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒放出的內(nèi)能．
反應(yīng)堆工作時釋放出大量的內(nèi)能使水汽化，蒸汽推動汽輪發(fā)電機發(fā)電，實現(xiàn)了核能向電能的轉(zhuǎn)化，這就是核電站的作用．
問：核電站會像原子彈那樣發(fā)生爆炸嗎？
答：核電站和原子彈都是應(yīng)用鏈式反應(yīng)將核能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪艿难b置．不同的是：原子彈對鏈式反應(yīng)過程不加控制，在極短的時間內(nèi)放出巨大的能量，引起威力強大的爆炸；而核電站重的核反應(yīng)堆是使鏈式反應(yīng)在人工控制下緩慢地進行的．
核電站的核燃料重有效成分有鈾-235，鈾-235同樣也是原子彈中的核炸藥，那么核電站會不會像原子彈那樣爆炸呢？不必擔(dān)心，絕沒有這種可能性！
核電站的核燃料中鈾-235的含量約為3%，而原子彈中核炸藥中的鈾-235含量高達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點燃，而啤酒則因酒精含量低卻不能點燃一樣．
應(yīng)該看到，原子彈是一項高科技產(chǎn)品，形成核爆炸有非常嚴格的條件．原子彈必須用高濃度的鈾-235或钚-239作核裝料，并以一套精密復(fù)雜的系統(tǒng)引爆高能烈性炸藥，利用爆炸力在瞬間精確地改變核裝料的形狀或位置，才能形成不可控制的鏈式裂變反應(yīng)，發(fā)生核爆炸．這種苛刻的條件，在核電站里是不可能有的．
目前我國所采用的壓水型反應(yīng)堆的設(shè)計原理就具有內(nèi)在安全的特性，更何況核反應(yīng)堆還有多重的安全保護系統(tǒng)，確保反應(yīng)堆不會失控．
中 考 擷 要
本節(jié)內(nèi)容也是新課程新增的知識，以前的中考中沒有出現(xiàn)過．按照中考新考綱的要求，主要是要了解核能的優(yōu)點和可能帶來的問題．
智 能 拓 展
核能的本質(zhì)
質(zhì)子、中子依靠強大的核力緊密地結(jié)合在一起，因此原子核十分牢固，要使它們分裂或重新組合是極其困難的．但是，一旦使原子核分裂或聚合，就可能釋放出驚人的能量，這就是核能．那么核能是從哪兒來的呢？
在居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳以后不久，物理學(xué)家盧瑟福就指出，放射性元素在釋放看不見的射線后，會變成別的元素，在這個過程中，原子的質(zhì)量會有所減輕．那么，這些失蹤了的質(zhì)量到哪里去了呢？大科學(xué)家愛因斯坦1905年在提出相對論時指出，物質(zhì)的質(zhì)量和能量是同一事物的兩種不同形式，質(zhì)量可以消失，但同時會產(chǎn)生能量．兩者之間有一定的定量關(guān)系；轉(zhuǎn)化成的能量E等于損失的質(zhì)量m乘以光速c的平方，即 ．由于光速是一個非常大的數(shù)值，因此極小量的質(zhì)量變化可以轉(zhuǎn)化為極大的能量，這就是核能的本質(zhì)．
當(dāng)較重的原子核發(fā)生裂變時會發(fā)生質(zhì)量虧損，損失的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成巨大的能量．例如，1945年在日本廣島上空爆炸的原子彈，重440kg，鈾-235含量為45kg，而其中僅有1kg發(fā)生核裂變反應(yīng)，反應(yīng)中又僅有1g的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成能量，但它的威力卻相當(dāng)于16萬噸黃色炸藥發(fā)生爆炸，瞬間摧毀了整個城市，并造成十幾萬人當(dāng)場死亡．
智 能 歸 例
題型一 知道核能的概念，知道獲得核能的兩種途徑
例 1 下列關(guān)于核能的說法正確的是（ ）
A．物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，原子中有原子核，所以利用任何物質(zhì)都能得到核能
B．到目前為止，人類獲得核能有兩種途徑，即重核裂變和輕核聚變
C．原子彈和氫彈都是利用原子核裂變和聚變的原理制成的
D．自然界只有在人為的條件下才會發(fā)生裂變
闖關(guān)點撥 核能是人們在近幾十年里發(fā)現(xiàn)和利用的新能源．雖然各種物質(zhì)的原子里都有原子核，但在通常情況下并不能釋放能量．只有當(dāng)原子核發(fā)生改變──裂變和聚變時才伴隨巨大的能量變化．原子彈則是利用裂變的鏈式反應(yīng)中能在極短的時間內(nèi)釋放出巨大能量的原理制成的，而氫彈則是利用輕核的聚變制成的．自然界除了人為的聚變外，太陽和許多恒星內(nèi)部都進行著大規(guī)模的聚變反映，并以光和熱的形式將核能輻射出來．
答 選C
例2 關(guān)于核能的獲得，下列說法中正確的是（ ）
A．核反應(yīng)堆是原子核裂變時，在極短時間內(nèi)釋放出大量核能的裝置
B．當(dāng)原子核內(nèi)部發(fā)生變化時會釋放出巨大的能量，核裂變和核聚變是獲得核能的兩種方式
C．核電站是使核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再通過汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能的裝置
D．目前，在核電站的反應(yīng)堆中發(fā)生的是可控制的核聚變
闖關(guān)點撥 核反應(yīng)堆是能夠緩慢平穩(wěn)地釋放核在裂變時放出的核能的裝置．可見在核電站的反應(yīng)堆中發(fā)生的是可控制的裂變．反應(yīng)堆中獲得內(nèi)能推動汽輪發(fā)電機發(fā)電，從而得到電能．目前，受控核聚變正在研究之中，尚未用于核電站發(fā)電．
答 選C
題型二 知道核能應(yīng)用和可能帶來的問題
例 一座功率為120萬千瓦的核電站，年發(fā)電量約為60億千瓦時．若建一座功率相同的火力發(fā)電站，用熱值為2.93×107J/kg煤做燃料，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的整體效率為25%，一年需供應(yīng)多少噸煤？若每節(jié)車廂的裝載量為60噸，一列火車由60節(jié)車廂組成，需要多少車次才能完成運輸任務(wù)？
闖關(guān)點撥 先將年發(fā)電量的單位換算成J，然后根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化以及煤的熱值可求出所需煤的總質(zhì)量．
解 年發(fā)電量60億千瓦時相當(dāng)?shù)慕苟鷶?shù)為
．
所需煤的總質(zhì)量為
．
每列貨車的運輸量為 60t×60=3.6×103t
所需貨車的車次為 車次．
智 能 訓(xùn) 練
基礎(chǔ)知識訓(xùn)練
1．經(jīng)過科學(xué)家的不懈努力，找到了獲取核能的兩條途徑：_____________和_____________。
（題型一）
2．____________________________________________________________叫裂變。為了有效、和平利用核裂變時所產(chǎn)生的能量，科學(xué)家們研制成了_______________，從而使鏈式反應(yīng)可以在人工的控制下緩慢進行。核裂變除了可以用于發(fā)電外，在軍事上還可以做成威力強大的______________。（題型一）
3．________________________________________________________叫聚變。由于聚變必須在極高的溫度和壓強下進行，所以也叫________________。（題型一）
4．站在陽光下，會感覺到暖洋洋的，這個能量主要來自于_____________，它能夠不斷地向外放出能量是靠______________。（題型一）
5．受控核聚變的核能作為一種新的能源，具有顯著的優(yōu)點：一是____________________________；二是_____________________________。（題型二）
綜合提高訓(xùn)練
1．核電站是利用_______________發(fā)電的電站，目前已經(jīng)的核電站都是利用_________________反應(yīng)產(chǎn)生的能量來發(fā)電的，核電站的主要組成部分是反應(yīng)堆、___________、____________、發(fā)電機等。 （題型二）
2．我國也在不斷探索核能發(fā)電，并且自行設(shè)計制造了核電站。你能說出我國正在使用的一個核電站嗎？_________________________。（題型二）
3．在利用核能發(fā)電時，是把________________能轉(zhuǎn)化為_______________能。（題型二）
4．關(guān)于核能的下列說法中，不正確的是（ ）（題型一）
A．核電站是利用原子核裂變的鏈式反應(yīng)產(chǎn)生的能量來發(fā)電的
B．如果對裂變的鏈式反應(yīng)不加控制，在極短的時間內(nèi)就會釋放出巨大的能量，發(fā)生猛烈爆炸
C．氫彈是利用輕核聚變制成的武器
D．原子彈是利用輕核聚變和重核裂變而制成的核武器
5．如圖16-1所示是核電站原理的示意圖，結(jié)合這張圖，簡要敘述核電站是如何工作的。
（題型二）
6．小明同學(xué)學(xué)過核能發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)在建的核
電站是利用核能來發(fā)電；而原子彈也是利用核能放出的大量的能量達到摧毀的目的的。它們工作的過程相同嗎？它們有什么異同點？（題型二）
7．俄羅斯的切爾諾貝利的核電站事故造成的輻射污染波及了白俄羅斯、俄羅斯及烏克蘭的大片領(lǐng)土。各類輻射病、癌癥、神經(jīng)緊張、居民被迫疏散等后斯影響還深深的留在人們的心中。有的同學(xué)提出，既然核電站有這么大的危害，就不用建造核電站。你認為這種觀點合理嗎？提出你的看法。（題型二）
8．到2010年我國核電站的總功率可達3000～5000萬千瓦，年發(fā)電量可達1500～2500億千瓦時。如果用煤來發(fā)電（設(shè)火電站效率為30％）將要用煤多少呢？若一個煤礦每年產(chǎn)煤500萬噸，需要多少這樣的煤礦？（題型二）
本文來自：逍遙右腦記憶 http://portlandfoamroofing.com/chusan/254051.html
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