1、1第 2 节 核 能教学目标【知识与技能】1.了解原子核结构。2.了解核能。3.了解核裂变。4.了解核聚变。【过程与方法】探讨核能的开发和利用,感悟科学对人类社会发展的重要性。【情感态度价值观】初步认识科学技术对于人类生活的影响。教学重难点【教学重点】裂变和聚变。【教学难点】裂变和聚变的过程分析。教学过程一、新课导入如图是我国第一颗原子弹爆炸,与原子弹相比,氢弹所用的燃料更少,而威力比原子弹大很多。原子弹和氢弹为什么会具有这么大的威力呢?2二、教学步骤探究点 1 核能阅读课本P170“核能”思考回忆一下原子的组成?提示原子是由原子核和核外电子组成的,电子在绕核运动。思考原子核是原子中最小的结构
2、吗?提示原子核也是可分的,它是由质子和中子组成的。思考质子和中子是依靠什么力结合在一起的?提示质子和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,要使它们分裂或重新组合是极其困难的。思考什么是核能呢?提示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,就可能释放惊人的能量,这就是核能。归纳提升原子核发生改变有两种情况:一种是质量较大的原子核分裂成质量较小的原子核;另一种是由两个质量较小的原子核聚合成一个较大的原子核。这两种原子核发生改变的过程中都会伴随着巨大的能量释放。探究点 2 裂变阅读课本P171“1934 年至 1938 年这就是裂变中的链式反应。”思考科学家们是怎样让原
3、子核裂变的?提示科学家利用中子轰击质量较大的铀 235 原子核,使其裂变成两个质量中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量。3思考怎样才能使裂变持续下去呢?提示铀核裂变时,还同时放出 23 个中子,放出的中子又可以轰击其他铀核,使它们也发生裂变。这样,裂变将不断地自行继续下去,这种现象叫做链式反应。阅读课本P171“核电站利用核能发电原子弹爆炸了。”思考你知道核电站的核心设备是什么吗?提示核电站是利用核能发电的,它的核心设备是核反应堆。思考核电站是怎样把核能转化为电能的呢?提示核电站利用核反应堆产生内能,通过蒸汽轮机转化为机械能,再通过发电机转化为电能。思考核反应堆中链式反应可以控制吗?如何实现
4、的呢?提示在链式反应中,可以通过控制中子数量来控制链式反应的速度。思考如果核反应堆的链式反应不加控制或失去控制会产生怎样的危害呢?提示链式反应如果不加以控制,大量原子核就会在一瞬间发生裂变,释放出极大的能量。原子弹爆炸时发生的链式反应就是不加控制的。思考你知道我国科学家在核裂变方面曾经取得过的成就吗?提示我国物理学家钱三强与何泽慧发现铀原子核被中子击碎时,还会分裂成三个甚至四个碎片,称为三分裂或四分裂现象。探究点 3 聚变阅读课本P172“聚变”思考重核可以裂变成质量较小的核,那么质量较小的原子核能否聚合成质量较大的原子核呢?提示质量较小原子核结合成质量较大的原子核也会放出大量的能量,这就是聚
5、变。思考聚变需要在什么条件下才能发生呢?提示只有在超高温下,质量较小的原子核才能聚合成质量较大的原子核,所以核聚变又称为热核反应。4思考你知道目前科学家们一般利用什么材料实现核聚变的呢?提示一般都是将氘核(由一个质子和一个中子构成)与氚核(由一个质子和两个中子构成),在超高温下结合成氦核,进而释放出巨大的核能。氢弹就是利用氢核聚变制成的。氢弹是一种比原子弹威力更为巨大的核武器。思考热核反应可以控制吗?提示现阶段科学家还没有找到控制核聚变的方法。通过可控聚变来利用核能,有望彻底解决人类能源问题。阅读课本P172“核电站和核废料处理”思考核电站的有没有不利的一面呢?科学家们是怎么处理的?提示核反应堆内铀核裂变时会产生能量,也会产生放射线,不加防范会对人和其他生物产生伤害;核电站使用过的燃料依然具有放射性,需深埋在人烟稀少的地方。三、板书设计第 2 节 核能1.核能(1)原子的组成(2)原子核的组成2.裂变(1)核反应堆(2)链式反应3.聚变(1)热核反应(2)氢弹(3)核电站和核废料处理教学反思5对核反应堆的链式反应理解,可以通过火柴实验的模拟链式反应,即形象生动,又能很好地解释不加控制的链式反应可以产生巨大的能量,以及通过减少中子个数,适当地控制反应速度,释放适当的能量,就能让核能的利用得以实现。
