2013粤教版选修(3-5)4.6《核能利用》word学案

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1、4.6核能利用学案【学习目标】(1)知道核反应堆和核电站．(2)了解裂变反应堆的工作原理，了解常用裂变反应堆的类型．(3)知道核电站的工作模式，了解核能的发展前景．【学习重点】核反应堆的工作原理【知识要点】一、反应堆核反应堆是核电站的心脏．它是人工控制链式反应的装置，可以使核能较平缓的释放出来．其结构如下表：裂变材料(核燃料)一般用浓缩铀(铀235占3％一4％)，通常做成棒状，置于反应堆的中心部分．慢化剂(减速剂)通常用石墨、重水或普通水，其作用是使裂变产生的快中子通过慢化剂而减速，使它容易被铀235吸收．控制棒用镉或硼钢制成，用来吸收减速后的中子，控制反应强度．当反应太强时，控制棒能自动

2、插入．多吸收些中子；当反应强度不够时，控制棒能自动抽出一些，少吸收一些中子．反射层一般用石墨做材料，安放在反应堆中心区周围，阻止中子逃逸．热交换器核反应堆中释放的能量大部分转化为热能．利用水循环，产生高温高压的蒸汽。从而推动蒸汽轮机．带动发电机发电．防护层由金属套、防止中予外逸的水层以及l--2m厚的钢筋混凝土构成，可有效地防止射线对人体及其他生物体的侵害．说明：①裂变反应堆常见的类型有：重水堆、高温气冷堆、快速中子增殖反应堆等．；②为防止射线泄漏和核废料污染，在反应堆的外面需建很厚的水泥防护层，要对核废料进行特殊密封并深埋于地下深层．二、核电站的工作模式核电站是以核反应堆为能源，产生高压

3、蒸汽，取代发电厂的锅炉，其余部分与火力发电厂基本相同．如课本图所示，它主要由裂变反应堆、第一回路系统、第二回路系统及其他辅助系统组成．三、核能的利用1．核武器：如原子弹、氢弹．2．核电站：除发电外，反应堆还可提供大量中子用来进行各种物理实验，制造各种放射性同位素．3．核动力：如核动力潜艇、核动力破冰船、核动力航空母舰、核动力太空探测器等．【典型例题】例题1、下列核反应中，表示核裂变的是（）A、B、C、D、分析：核反应中有四种不同类型的核反应，它们分别是衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变。其中衰变中有衰变、衰变等。是衰变，是衰变，是人工转变，只的C选项是重核裂变。解：表示核裂变的是C例题2、

4、秦山核电站第一期工程装机容量为30万kW，如果1g铀235完全裂变时产生的能量为8.21010J，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，每年要消耗多少铀235?（一年按365天计算）学生回答：解：核电站每天的发电量为W=Pt=3×108×24×3600J=2.592×1013J，每年的发电量W总=365W=9.46×1015J而1g铀完全裂变时产生的能量为：8.2×1010J所以，每年消耗的铀的量为：点评：培养学生推理及公式演算的能力。注意速度单位的换算，运算过程中带单位运算。适当进行爱国主义教育。例题3、水（包括海水）是未来的“煤炭”，能从根本上解决人类能源问题。这是指（填“氢能”、“核

5、能”、“氢能和核能”）和利用。请说明理由。解析：①核能：因为海水中含有大量核聚变的材料氘，通过核聚变能够释放大量的核能。②核能和氢能：因为海水中含有大量核聚变的材料氘，通过核聚变能够释放大量的核能。氢能有便于储存与运输的优点，也可以为解决能源问题做出贡献。【达标训练】1.下列说法错误的是()A．原子核分裂成核子时会放出核能B．α粒子散射实验使人们认识到原子核本身有复杂的结构C．根据玻尔的原子理论，在氢原子中，量子数n越大，原子能级的能量也越大D．氡222衰变成钋218，半衰期为3.8天，因此200个氡222原子核经过3.8天后剩下90个2.一群处于n=4的激发态的氢原子，向低能级跃迁时，可

6、能发射的谱线为()A．3条B．4条C．5条D．6条3.已知氢原子核外电子的第一条可能轨道半径为rl，此时氢原子的能量为E1，当核外电子在第n条可能轨道上时，有()A．其轨道半径为rn=n2r1B．氢原子的能量为En=E1/n2，由此可见n越大，能量越小C．氢原子在不同能量状态之间跃迁时，总能辐射出一定波长的光子D．氢原子由能量状态En跃迁到能量状态En-1时，其辐射光子的波长为4.某放射性元素，在15h内衰变了全部原子核的7/8，则其半衰期为()A．10hB．7.5hC．5hD．3h5.(钍)经过一系列α和β衰变，变成(铅)，下列说法正确的是()A．铅核比钍核少8个质子B．铅核比钍核少16

7、个中子C．共经过4次α衰变和6次β衰变D．共经过6次α衰变和4次β衰变6．卢瑟福提出原子的核式结构学说的依据是用α粒子轰击金铂，实验中发现α粒子()A．全部穿过或发生很小偏转B．绝大多数穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回C．全部发生很大偏转D．绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过7．在极短的距离上，核力将一个质子和一个中子吸引在一起形成一个氘核，下述说法中正确的是()A．氘核的能量大于一个质子和一个中子