第二节《核能》教学设计(人教版初三)

第二节《核能》教学设计（人教版初三）

(一)教学目的

1.常识性了解核能和开释核能的两条途径——裂变和聚变。

2.进行物理学研究方法的启蒙教育。

3.介绍我国科学家的成就，进行爱国主义教育。

(二)教具

铀核裂变、链式反应以及原子弹、氢弹爆炸后产生的蘑菇云挂图，我国试爆第一颗原子弹、氢弹的录像资料及播放设备。

(三)教学过程

1.引入新课

教师：科学家们在天然放射性现象的研究中，发觉了极其微小的原子核内部还有结构，原子核也是能够变化的。为了研究原子核内部的结构，物理学家们尝试用粒子去"轰击"原子核，最初是用α粒子去轰击，后来又用质子、中子去轰击，发觉都能引起原子核的变化——核反应，而且发觉在某些核反应过程中能开释出大量能量。由于原子核的变化而开释的庞大能量，我们把它叫做核能。

2.进行新课

板书：〈第2节核能〉

(1)什么叫核能？

板书：〈由于原子核的变化而开释的庞大能量叫做核能，也叫原子能。〉

(2)开释核能的两条途径

教师：通过科学家们的大量实验研究和理论分析，发觉开释核能能够有重核的裂变和轻核的聚变两条途径。

①重核的裂变

教师结合课本图14-6或挂图讲解：科学家们发觉，用中子去轰击质量数为235的铀，铀核会分裂成大小相差不大的两部分，这种现象叫做裂变。

裂变后的产物以专门大的速度向相反方向飞开，与周围的物体分子碰撞，使分子动能增加，核能转化成周围物体的内能。实验讲明，裂变时开释的核能十分庞大，1千克铀-235中的铀

核假如全部发生裂变，开释出的核能相当于2500吨标准煤完全燃烧时放出的能量，是同样质量煤燃料时放出能量的2.5×106倍。

从图中看到，铀-235只有在中子的轰击下才能发生裂变，放出核能，那么是不是要不断地从外界提供中子，才能坚持铀核的不断裂变呢？科学家们从实验中发觉，(指着链式反应的挂图讲解)铀-235核在受到中子的轰击后，裂变成2个差不多大小的新粒子的同时，还开释出2～3个新中子，这2～3个中子又去轰击其它铀235核，引起2～3个新铀核裂变，又各放出2～3个中子，这些中子又去轰击更多的轴核发生裂变……随着一个轴核裂变的发生，会引起越来越多的铀核发生裂变。如此，裂变就不断地自行连续下去，这种现象叫做链式反应。

假如对裂变的链式反应不加操纵，在极短的时刻内就会引起大量的铀核发生裂变，在极短的时刻内就会开释出庞大的核能，发生猛烈的爆炸。原子弹确实是依照那个原理制成的。(指着原子弹爆炸后升起的蘑菇云挂图)这确实是原子弹爆炸时开释的庞大核能产生的高温高压气体向外扩散时所升起的蘑菇状烟云，其上升的高度可达几百米，其破坏力和杀伤力差不多上十分庞大的。

然而假如我们能够操纵裂变式反应的速度，使核能缓慢地、平稳地开释出来，就能够代替化石燃料，进行和平利用。能够缓慢地、平稳地开释裂变产生的核裂变的装置叫做核反应堆。人们差不多成功地生产出各种规格的核反应维，它是核潜艇、核动力破冰船、核电站等设施的核心部件。

②轻核的聚变

科学家们在对核反应的研究中还发觉，两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核时，也能开释出核能，这种现象叫做聚变。

由于聚变必须在极高的温度和压强下进行，因此也叫热核反应。例如把一个氘核(质量数为2的氢核)和一个氚核(质量数为3的氢核)在高温、高压的环境下结合成一个氦核时，就会开释出核能。氢弹确实是利用那个原理制成的。氢弹的威力比原子弹要大得多，(指着氢弹爆炸后升起的蘑菇云挂图讲)这是氢弹爆炸后升起的蘑菇云，比原子弹的威力要大几十倍。我们最熟悉的太阳内部就在不断地进行着大规模的核聚变反应，由此开释出的庞大核能以电磁波的形式从太阳辐射出来，地球上的人类自古以来，每天都享用着这种聚变开释出的核能。

我国物理学家在核物理的研究方面也取得了重大成就。早在40年代，物理学家钞票三强和何泽慧在法国学习和工作期间与法国两个研究生一起，第一次发觉了铀核裂变的三分裂和四分裂现象。解放后从1960年开始，王淦昌等一批优秀的物理学家和其他人员，在西北高原的实验室里，在荒无人烟的沙漠试验场中奋发图强、困难奋斗，通过4年的艰辛工作，于1964年10月16日成功地爆炸了我国的第一颗原子弹(播放我国第一颗原子弹试爆的的录像资料)，其研制速度之快，效率之高是世界上第一流的，现在我们的运载工具--火箭技术也已相当成熟了，不但给自己发射卫星，还替外国发射卫星，信誉专门高。因此我国研制核武器只是为了打破核垄断，抑制核讹诈，最终能够消灭核武器。

人们现在还不能像操纵裂变那样有效地、为所欲为地操纵聚变反应，和平利用聚变开释的核能，然而由于核聚变能够开释比裂变更大的核能，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，因此操纵聚变反应是一个专门吸引人的课题。目前世界上许多国家都在积极研究聚变的人工操纵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，差不多取得许多研究成果，至今仍在连续工作中。同学们今后也许能参与其中，成为我国和平利用聚变开释核能的有功人员，为开发我国的新能源作出重大的奉献，我们衷期待着这一天。

3.总结：

板书：

重核的裂变--链式反应(原子弹，核反应堆)

核能的开释

轻核的聚变(氢弹，"中国环流器1号")

4.布置作业

阅读课本，明白什么是核能，了解开释核能的两条途径。