【正文】 答 選 B 智 能 訓 練 基礎(chǔ)知識訓練 1．煤、石油、天燃氣、水能、風能、太陽能、潮汐能、地熱能中，屬于新能源的是 _____________、______________、 ______________、 ____________，其余的是 __________________能源。 你知道原子彈為什么會突然放出那么大的能量的呢？隨后， 1967 年 6 月 17 日上午 8 時 20 分，我國西部地區(qū)新疆羅布泊上空，我國第一顆氫彈爆炸試驗獲得完全的成功 ，氫彈和原子彈的原理相同嗎？ 智 能 提 要 名稱 主要用途 是否二次能源 是否可再生能源 使用量（填上單位） 單價 總價/元 電能 家用電器、照明 265 /kW h 液化氣 燃氣熱水器 平均 1罐 /月 40元 /罐 煤球 燒飯做菜 平均 4塊 /天 /塊 核 能 獲取途徑 裂 變 裂 變 應(yīng) 用 應(yīng) 用 問： 怎樣認識核電站？ 答：核電站與其他類的發(fā)電廠（如火力發(fā)電廠）的不同點，僅僅是汽 輪發(fā)電機所用蒸汽產(chǎn)生的方法、“燒”的燃料不同而已． 核電站“燒”的核燃料，是只有小手指的 31 大小的核燃料芯塊，而它所釋放出來的能量就相當于 10t 優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒放出的內(nèi)能． 反應(yīng)堆工作時釋放出大量的內(nèi)能使水汽化，蒸汽推動汽輪發(fā)電機發(fā)電，實現(xiàn)了核能向電能的轉(zhuǎn)化，這就是核電站的作用． 問： 核電站會像原子彈那樣發(fā)生爆炸嗎？ 答：核電站和原子彈都是應(yīng)用鏈式反應(yīng)將核能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪艿难b置．不同的是：原子彈對鏈式反應(yīng)過程不加控制，在極短的時間內(nèi)放出巨大的能量，引起威力強大的爆 炸；而核電站重的核反應(yīng)堆是使鏈式反應(yīng)在人工控制下緩慢地進行的． 核電站的核燃料重有效成分有鈾 235，鈾 235 同樣也是原子彈中的核炸藥，那么核電站會不會像原子彈那樣爆炸呢？不必擔心，絕沒有這種可能性！ 核電站的核燃料中鈾 235的含量約為 3%，而原子彈中核炸藥中的鈾 235含量高達 90%以上，正像啤酒和白酒都含有酒精，白酒因酒精含量高可以點燃，而啤酒則因酒精含量低卻不能點燃一樣． 應(yīng)該看到，原子彈是一項高科技產(chǎn)品，形成核爆炸有非常嚴格的條件．原子彈必須用高濃度的鈾 235 或钚 239 作核裝料，并以一套精密 復(fù)雜的系統(tǒng)引爆高能烈性炸藥，利用爆炸力在瞬間精確地改變核裝料的形狀或位置，才能形成不可控制的鏈式裂變反應(yīng)，發(fā)生核爆炸．這種苛刻的條件，在核電站里是不可能有的． 目前我國所采用的壓水型反應(yīng)堆的設(shè)計原理就具有內(nèi)在安全的特性，更何況核反應(yīng)堆還有多重的安全保護系統(tǒng)，確保反應(yīng)堆不會失控． 中 考 擷 要 本節(jié)內(nèi)容也是新課程新增的知識，以前的中考中沒有出現(xiàn)過．按照中考新考綱的要求，主要是要了解核能的優(yōu)點和可能帶來的問題． 智 能 拓 展 核能的本質(zhì) 質(zhì)子、中子依靠強大的核力緊密地結(jié)合在一起，因此原子核十分牢固，要 使它們分裂或重新組合是極其困難的．但是，一旦使原子核分裂或聚合，就可能釋放出驚人的能量，這就是核能．那么核能是從哪兒來的呢？ 在居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳以后不久，物理學家盧瑟福就指出，放射性元素在釋放看不見的射線后，會變成別的元素，在這個過程中，原子的質(zhì)量會有所減輕．那么，這些失蹤了的質(zhì)量到哪里去了呢？大科學家愛因斯坦 1905年在提出相對論時指出，物質(zhì)的質(zhì)量和能量是同一事物的兩種不同形式，質(zhì)量可以消失，但同時會產(chǎn)生能量．兩者之間有一定的定量關(guān)系；轉(zhuǎn)化成的能量 E 等于損失的質(zhì)量 m 乘以光速 c 的平方，即 2mcE? ．由于光速是一個非常大的數(shù)值，因此極小量的質(zhì)量變化可以轉(zhuǎn)化為極大的能量，這就是核能的本質(zhì)． 當較重的原子核發(fā)生裂變時會發(fā)生質(zhì)量虧損，損失的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成巨大的能量．例如， 1945年在日本廣島上空爆炸的原子彈，重 440kg， 鈾 235 含量為 45kg，而其中僅有 1kg 發(fā)生核裂變反應(yīng)，反應(yīng)中又僅有 1g的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成能量，但它的威力卻相當于 16萬噸黃色炸藥發(fā)生爆炸，瞬間摧毀了整個城市，并造成十幾萬人當場死亡． 智 能 歸 例 題型一 知道核能的概念，知道獲得核能的兩種途徑 例 1 下列關(guān)于核能的說法正確的是（ ） A．物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，原子中有原子核，所以利用任何物質(zhì)都能得到核能 B．到目前為止，人類獲得核能有兩種途徑，即重核裂變和輕核聚變 C．原子彈和氫彈都是利用原子核裂變和聚變的原理制成的 D．自然界只有在人為的條件下才會發(fā)生裂變 闖關(guān)點撥 核能是人們在近幾十年里發(fā)現(xiàn)和利用的新能源．雖然各種物質(zhì)的原子里都有原子核，但在通常情況下并不能釋放能量．只有當原子核發(fā)生改變 ──裂變和聚變時才伴隨巨大的能量變化．原子彈則是利用裂變的鏈式反應(yīng)中能在極短的時間內(nèi)釋放出巨大能量的原理制 成的，而氫彈則是利用輕核的聚變制成的．自然界除了人為的聚變外，太陽和許多恒星內(nèi)部都進行著大規(guī)模的聚變反映，并以光和熱的形式將核能輻射出來． 答 選 C 例 2 關(guān)于核能的獲得，下列說法中正確的是（ ） A．核反應(yīng)堆是原子核裂變時，在極短時間內(nèi)釋放出大量核能的裝置 B．當原子核內(nèi)部發(fā)生變化時會釋放出巨大的能量，核裂變和核聚變是獲得核能的兩種方式 C．核電站是使核能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再通過汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能的裝置 D．目前，在核電站的反應(yīng)堆中發(fā)生的是可控制的核聚變 闖關(guān)點撥 核反應(yīng)堆是能夠緩慢平穩(wěn)地釋放核在 裂變時放出的核能的裝置．可見在核電站的反應(yīng)堆中發(fā)生的是可控制的裂變．反應(yīng)堆中獲得內(nèi)能推動汽輪發(fā)電機發(fā)電，從而得到電能．目前，受控核聚變正在研究之中，尚未用于核電站發(fā)電． 答 選 C 題型二 知道核能應(yīng)用和可能帶來的問題 例 一座功率為 120萬千瓦的核電站，年發(fā)電量約為 60 億千瓦時．若建一座功率相同的火力發(fā)電站，用熱值為 107J/kg 煤做燃料，化學能轉(zhuǎn)化為電能的整體效率為 25%，一年需供應(yīng)多少噸煤？若每節(jié)車廂的裝載量為 60噸，一列火車由 60節(jié)車廂組成，需要多少車次才能完成運輸任務(wù)？ 闖關(guān)點撥 先將年發(fā)電量的單位換算成 J，然后根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化以及煤的熱值可求出所需煤的總質(zhì)量． 解 年發(fā)電量 60 億千瓦時相當?shù)慕苟鷶?shù)為 JJE 169 6 ?????? ． 所需煤的總質(zhì)量為 tkgkgJ Jm 69716 ?????? ??． 每列貨車的運輸量為 60t 60= 103t 所需貨車的車次為 820 36 ????n車次． 智 能 訓 練 基礎(chǔ)知識訓練 1．經(jīng)過科學家的不懈努力，找到了獲取核能的兩條途徑： _____________和 _____________。為了有效、和平利用核裂變時所產(chǎn)生的能量，科學家們研制成了 _______________，從而使鏈式反應(yīng)可以在人工的控制下緩慢進行。 （題型一） 3． ________________________________________________________叫 聚變。 （題型一） 4．站在陽光下，會感覺到暖洋洋的，這個能量主要來自于 _____________，它能夠不斷地向外放出能量是靠 ______________。 （題型二） 綜合提高訓練 1 ．核電站是利用 _______________ 發(fā)電的電站 ，目前已經(jīng)的核電站都是利用_________________反應(yīng)產(chǎn)生的能量來發(fā)電的，核電站的主要組成部分是反應(yīng)堆、___________、 ____________、發(fā)電機等。你能說出我國正在使用的一個核電站嗎？ _________________________。 （題型二） 4．關(guān)于核能的下列說法中，不正確的是（ ） （題型一 ） A．核電站是利用原子核裂變的鏈式反應(yīng)產(chǎn)生的能量來發(fā)電的 B．如果對裂變的鏈式反應(yīng)不加控制，在極短的時間內(nèi)就會釋放出巨大的能量，發(fā)生猛烈爆炸 C．氫彈是利用輕核聚變制成的武器 D．原子彈是利用輕核聚變和重核裂變而制成的核武器 5．如圖 161所示是核電站原理的示意圖，結(jié)合這張圖，簡要敘述核電站