| 核能 |
主编：黄冈中学物理集体备课组
一、核能：由于原子核的变化而释放的巨大能量．
质子、中子依靠强大的核力紧密结合在一起，使得原子核结构十分牢固，如果一旦使原子核分裂或聚合，就会释放出惊人的能量．
二、获得核能的途径
1、重核的裂变
用中子轰击重核时，重核会分裂成大小相差不大的两部分，同时释放出巨大的能量．
用中子轰击铀235原子核，轴核裂变成两个差不多大小的新核后，同进还释放出2～3个新中子，这些中子又去轰击其它轴核，使之发生裂变……
随着一个铀核裂变的发生，会引起越来越多的铀核裂变，从而使裂变不断地自行持续下去．
（1）链式反应
（2）核电站
①发电原理：
以铀为核燃料，反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮发电机转化为电能．
能量转化：核能→内能→机械能→电能
②特点
消耗的燃料少，废渣少，无污染；成本低；适合缺少煤、石油和水力资源的地方；需要防止放射的性物质的泄漏，避免放射性污染，确保安全．
2、轻核的聚变
较轻的核在超高温下结合成新的较重的原子核，同时会释放核能．
氢（
）的同位素，氘（
）核和氚（
）核在超高温下可结合成氦核，同时释放出巨大的核能．
（1）氢弹：利用轻核聚变释放的能量．
（2）核聚变能是一种清洁安全的新能源，如何实现聚变，如何利用聚变释放的能量正是科学家们积极探索的．
例1、人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为下列关于原子弹和核电站的说法正确的是（ ）
A．原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变
B．原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变
C．原子弹对聚变的链式反应不加控制
D．核电站控制裂变的链式反应速度
答案：D
例2、1 kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量．已知煤的热值为3.0×107J/kg，计算1kg铀全部裂变时大约能产生多大的能量?
解：
2000t煤完全燃烧释放的热量
Q=qm=3.0×107J/kg×2000×103kg=6×1013J
即1kg铀全部裂变时产生的能量超过6×1013J．
例3、到2010年我国核电站的总功率可达3000～5000万千瓦，年发电量可达1500～2500亿千瓦时，如果煤发电的效率为30%，用煤来发这些电将要用煤多少吨？若一个煤矿每年产煤500万吨，需要多少个这样的煤矿？（已知q煤=3.4×107J/kg）
解：
当年发电量为2500亿千瓦时，每年产生的电能为W=2.5×1011×3.6×106J=9×1017J
设需用煤的质量为m，则有
年产500万吨的煤矿个数为
小结：
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