九年级物理能源与可持续发展第二节核能最全笔记

核能
一、核能
1、原子、原子核的组成
（1）分子由原子构成，原子由原子核和核外电子构成，其中原子核带正电，核外电子带负电。

（2）原子由原子核和核外绕核旋转的电子构成，原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，其电荷量跟电子的电荷量相等，中子不带电，整个原子不显电性。

质子的质量比电子大得多，质子和中子的质量几乎相同，二者在一起构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。

2、核能
（1）质子、中子依靠强大的核力紧密的结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。

但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。

（2）核能属于一次能源，也属于新能源，释放核能的方式有两种：核裂变和核聚变。

二、裂变
1、裂变：用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，
变成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种现象叫做
裂变。

1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。

2、链式反应：用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，
同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核。

于是就
导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。

3、裂变的应用：原子核在裂变时能够释放出大量的能量。

（1）如果对链式反应不加控制，将在极短时间内释放出巨大的核能，发生剧烈
爆炸，原子弹就是根据这一原理制成的。

（2）我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。

“核反应堆”就是控制链式反应的装置。

控制链式反应的速度，能够缓慢地、平稳的释放核能的装置，叫做核反应堆，核反应堆是核电站的核心设备，它以铀为核燃料。

核反应堆中放出的核能转化为高温高压蒸汽的内能，通过汽轮机和发电机转化为电能。

核反应堆
核电站工作流程
（3）核电站工作流程
①第一回路中的水或者其他液体被泵压入核
反应堆，在那里加热，然后进入热交换器，把热量
传递给第二回路的水，以后又被泵压回到核反应堆
里。

②在热交换器内，第二回路中的水经加热生成
高温高压蒸汽送入汽轮机，驱动汽轮机做功后温度和压强都降低，进入冷凝器，最后又由泵把它压回热交换器。

③高速旋转的汽轮机带动发电机发电
可见，核电站发电时能量转化顺序是：核能——内能——机械能——电能。

核电站特点：①消耗的燃料少、废渣也少、对大气基本无污染。

②成本低，一些发达国家的核电已占相当大的比例，我国的核电事业发展的也很快。

③可以大大减少燃料的运输量，特别适合能源缺乏的地区使用。

④要防止发射性物质的泄漏，避免放射性污染，确保安全。

知识拓展：各种发电方式的特点
发电类型
火力发电水力发电核能发电风力发电
特点
能量转化化学能→内能→机械能→电能水能→电能核能→内能→机械能→电能风能→电能应用范围广泛较广泛较小较小
对环境的污染程度较大没有较小没有
三、聚变
1、如果将某些质量很小的原子核，在超高温下结合成新的原子核，
也会释放出巨大的核能，这就是聚变。

聚变反应要求一开始就要有很高
的温度，因此聚变反应也称为热核反应。

2、大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出惊人的能量。

清单就是利
用核聚变原理制造的一种比原子弹威力还要大的核武器。

太阳内部也在
时刻不停地发生着核聚变。

3、裂变与聚变的比较
比较裂变聚变
定义较大原子核分裂为较小原子核的过程质量很小的原子核结合成较大原子核的过程
条件用中子轰击较大原子核超高温
释放核能大小巨大更加巨大
是否可控制可利用核反应堆控制链式反应的速度目前，核聚变速度还不能认为控制
应用原子弹、核电站氢弹
4、核能的利用特点
核能的优点①核能十分巨大，它能极大的补充人类能源的不足，使用核能大大节约了常规能源
②核能能够解决能源分布不均衡的问题
核能的缺点①核能属于一次能源，且会越用越少
②核能存在核污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害
③核反应堆中会产生核废料，在治理核废料过程中，代价较高
核电站应用地域①核电站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地区
②核电站建在离人群较远的地区，避免对人畜造成伤害。