物理人教版九年级全册22.2 核能.ppt

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1、物理九年级第二十二章能源与可持续发展§22.2核能HWS已故中科院院士、著名核物理学家王淦昌在“21世纪主要能源展望”的报告中说，目前化石燃料在能源消耗中的比重仍占绝对优势，但是，此类能源资源有限，污染环境，有温室效应，因此寻找新的、干净的、安全的理想新能源，成为当代科学技术要解决的重要课题。他说，在新能源开发中比较现实的是核能，它将逐渐发展成为新世纪的一种主要能源。他同时预测，21世纪中后期，核聚变能可能成为核能新秀。什么是核能？一、原子原子核1.一切物质由分子组成，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

2、直径不到一个纳米。1897年，英国物理学家汤姆逊用实验证明了电子的存在。他让阴极射线分别通过电场或磁场，根据偏转现象证明它是带负电的粒子流，并命名为“电子”，随后提出了一种原子模型。电子的发现，把人们带入了原子内部的世界。1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。由此发现了天然放射现象，它进一步把人们带入了原子核的内部世界。2．放射现象科学家们发现铀、钋、镭等元素能够放出射线，这种射线能够穿透黑纸，使照相底片感光，就像光线可以使照相底片感光一样。那么，放出的射线究

3、竟是什么呢？如图所示，把一小块放射性物质放在铅盒里，留有一个通道让射线射出，外面加有强磁场。人们发现射线分成了三束．其中两束向相反方向偏转，说明这两束射线由带电粒子组成，而且带有异种电荷。另一束不偏转，说明这束射线是中性的。天然放射现象：某些元素自发放射某些射线的现象称为天然放射现象，这些元素称为放射性元素．偏转较小的那一束叫做α射线，由带正电的α粒子组成，α粒子所带正电荷是电子电荷的两倍，α粒子的质量大约等于氦原子的质量。研究表明，α粒子就是氦原子核。偏转较大的那一束叫做β射线，研究表明，β射线是高速运动的电子流。不偏转的那一束

4、叫做γ射线，是一种波长很短的电磁波。这三种射线都有穿透物质的本领，其中γ射线的穿透本领最强，甚至能穿透水泥墙和薄钢板。由于穿透本领强，所以可利用γ射线来检查金属材料内部有没有砂眼和裂缝，用来检查金属板的厚度．还可利用射线照射种子，使农作物增产。γ射线还可用来检查和医治恶性肿瘤。进一步研究表明，β射线虽然是高速运动的电子流，但它并不是来自核外电子，而是原子核发生某种变化时产生的，放射现象说明小小的原子核也有内部结构。三种射线的比较α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流高频电磁波带电荷量2e－e0质量4mp(mp＝1.67×10－

5、27kg)静止质量为零速度0.1c0.99cc(光速)在电磁场中偏转偏转不偏转贯穿本领最弱，用纸能挡住较强，穿透几毫米的铝板最强，穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的同位素，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子。1932年，查德威克用α粒子轰击铍核，发现了中子。现在已经确定原子核是由质子和中子组成的。质子带正电荷，其电荷跟电子电荷相等，质量约是电子的1836倍，中子不带电，质量跟质子的差不多。3．原子核的组成二、核能质子、中子依

6、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。获得核能有两种途径：一是重核的裂变，二是轻核的聚变。原子核内没有电子，怎么会放出电子而产生β射线呢？原子核内放出的电子是原子核内发生某种核反应时产生的，在这种反应中，一个中子变成一个质子和一个电子。三、核裂变1934年，意大利物理学家费米用中子轰击原子核，并发现通过石蜡减速之后的慢中子，裂核能力更强。费米因此获38年诺贝尔物理奖。1938年，德国哈恩发现铀嬗变后出现的新元素与铀相距

7、甚远。奥地利女物理学家迈特纳提出核裂变猜想，以解释铀实验。并称裂变过程要放出大量能量。科学家发现用中子轰击铀235，铀核会分裂成大小相差不很大的两部分，同时释放了巨大的能量。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，1kg铀235中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量相当于2500t标准煤完全燃烧放出的能量。1.核物理中把一个重核分裂成两个或多个质量较小的核，同时释放出巨大核能的反应称为裂变。2.用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量,还同时放出2~3

8、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。这种现象叫做链式反应。核裂变的特点：①裂变过程中能够放出巨大的能量；②裂变的同时能够放出2～3(或更多)个中子；③裂变的产物不是唯一的。链式反应的条件是达到临界