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第2节核能
知识点一核能精练版P67
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地结合在一起,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者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。
知识点二裂变和聚变精练版P67
1．裂变
(1)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
①小实验：将火柴搭成如图所示的结构,点燃第一根火柴后,观察所发生的现象。(会发现后面的火柴接连迅速燃烧起来)
②与小实验的现象类似,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,如图所示。
(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、平稳地释放核能的装置,叫做核反应堆(如图1所示)。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。
1
图1
③核电站工作流程(如图2所示)。
a．第一回路中的水或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,把热量传给第二回路的水,然后又被泵压回到核反应堆里。
b．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。
c．高速旋转的汽轮机带动发电机发电。
图2
可见,核电站发电时能量转化顺序是：核能→内能→机械能→电能。
例1如图所示为核电站发电流程图,在核电站发电过程中,能量转化的先后顺序的是()
A．核能,化学能,机械能,电能
B．核能,机械能,内能,电能
C．核能,内能,机械能,电能
D．核能,内能,化学能,电能
解析：反应堆中铀核放出的核能转化为水蒸气的内能；水蒸气的内能转化为汽轮机的机械能；汽轮机的机械能转化为发电机的电能。
答案：C
2．聚变
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(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
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