中學物理核能知識點解析

　　核能***或稱原子能***是通過核反應從原子核釋放的能量，符合阿爾伯特·愛因斯坦的質能方程E=mc² ，其中E=能量，m=質量，c=光速。今天小編要與大家分享的是：中學物理《核能》知識點解析。具體內容如下:
 

　　核能可通過三種核反應之一釋放：

　　1、核裂變，較重的原子核分裂釋放結合能。2、核聚變，較輕的原子核聚合在一起釋放結合能。3、核衰變，原子核自發衰變過程中釋放能量。

　　核能俗稱原子能，它是原子核裡的核子——中子或質子，重新分配和組合時釋放出來的能量。核能分為兩類：一類叫裂變能，一類叫聚變能。

　　核能有巨大威力。1公斤鈾原子核全部裂變釋放出來的能量，約等於2700噸標準煤燃燒時所放出的化學能。一座100萬千瓦的核電站，每年只需25噸至30噸低濃度鈾核燃料，運送這些核燃料只需10輛卡車;而相同功率的煤電站，每年則需要300多萬噸原煤，運輸這些煤炭，要1000列火車。核聚變反應釋放的能量則更巨大。據測算1公斤煤只能使一列火車開動8米;一公斤裂變原料可使一列火車開動4萬公里;而1公斤聚變原料可以使一列火車行駛40萬公里，相當於地球到月球的距離。

　　原子及核

　　世界上的一切物質都是由帶正電的原子核和繞原子核旋轉的帶負電的電子構成的。原子核包括質子和中子，質子數決定了該原子屬於何種元素，原子的質量數等於質子數和中子數之和。如一個鈾-235原子是由原子核***由92個質子和143箇中子組成***和92個電子構成的。如果把原子看作是我們生活的地球，那麼原子核就相當於一個乒乓球的大小。雖然原子核的體積很小，但在一定條件下它卻能釋放出驚人的能量。

　　同位素

　　質子數相同而中子數不同或者說原子序數相同而原子質量數不同的一些原子被稱為同位素，它們在化學元素週期表上佔據同一個位置。簡單的說同位素就是指某個元素的各種原子，它們具有相同的化學性質。按質量不同通常可以分為重同位素和輕同位素。

　　鈾同位素

　　鈾是自然界中原子序數最大的元素。天然鈾的同位素主要是鈾-238和鈾-235，它們所佔的比例分別為99.3%和0.7%。除此之外，自然界中還有微量的鈾-234。鈾-235原子核完全裂變放出的能量是同量煤完全燃燒放出能量的2700000倍。

　　重核裂變

　　重核裂變是指一個重原子核，分裂成兩個或多箇中等原子量的原子核，引起鏈式反應，從而釋放出巨大的能量。例如，當用一箇中子轟擊U-235的原子核時，它就會分裂成兩個質量較小的原子核，同時產生2—3箇中子和β、γ等射線，並釋放出約200兆電子伏特的能量。如果再有一個新產生的中子去轟擊另一個鈾-235原子核，便引起新的裂變，以此類推，裂變反應不斷地持續下去，從而形成了裂變鏈式反應，與此同時，核能也連續不斷地釋放出來。

　　輕核聚變

　　所謂輕核聚變是指在高溫下***幾百萬度以上***兩個質量較小的原子核結合成質量較大的新核並放出大量能量的過程，也稱熱核反應。它是取得核能的重要途徑之一。由於原子核間有很強的靜電排斥力，因此在一般的溫度和壓力下，很難發生聚變反應。而在太陽等恆星內部，壓力和溫度都極高，所以就使得輕核有了足夠的動能克服靜電斥力而發生持續的聚變。自持的核聚變反應必須在極高的壓力和溫度下進行，故稱為"熱核聚變反應"。

　　***是利用氘、氚原子核的聚變反應瞬間釋放巨大能量這一原理製成的，但它釋放能量有著不可控性，所以有時造成了極大的殺傷破壞作用。目前正在研製的"受控熱核聚變反應裝置"也是應用了輕核聚變原理，由於這種熱核反應是人工控制的，因此可用作能源。

　　中學物理《核能》測試題
 

　　一、填空題

　　1.凡是能為人類提供能量的物質資源，都可以叫做能源.煤、石油、天然氣稱為______能源.可以從自然界直接獲取的能源稱為______能源，如______、______、______、______;無法直接從自然界獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到的能叫______能源，如______.

　　2.由生命物質提供的能量稱為生物質能，如______、______、______等，有些能源會越用越少，不可能在短期內從自然界得到補充，它們屬於______能源;有的能量可以在自然界源源不斷得到，這些能屬於______能源.

　　3.原子核分裂或聚合，可以釋放出巨大的能量，這種能叫做______.用中子轟擊比較大的原子核，使其變成兩個中等大小的原子核，同時釋放出巨大的能量，這是原子核的______.兩個質量很小的原子核，在一定條件下結合成一個新的原子核，會釋放出更大的核能，這就是原子核的______，***就是利用這種變化製成的.

　　4.在核反應中，______時發生的鏈式反應是不加控制的，______中發生的鏈式反應是可以控制的.

　　5.核電站的核心是______，它是以鈾為核原料，放出的核能轉化為高溫高壓蒸汽的______能，再通過汽輪機、發電轉化為______能.
 

　　二、選擇題

　　6.關於質子和中子的說法正確的是

　　A.質子帶正電，中子帶負電

　　B.質子不帶電，中子帶負電

　　C.質子帶正電，中子不帶電

　　D.質子、中子都帶正電

　　7.下列屬於新能源的是

　　A.太陽能、潮汐能、地熱能、核能

　　B.煤、石油、天然氣

　　C.太陽能、水能、風能、地熱能

　　D.太陽能、水能、風能、地熱能、潮汐能、核能

　　8.下列能源中屬於不可再生能源的是

　　A.化石能源 B.核能

　　C.水能 D.風能

　　E.太陽能 F.生物質能

　　9.核電站的能量轉化情況是

　　A.核能 機械能 電能

　　B.核能 內能 機械能 電能

　　C.核能 化學能 電能

　　D.化學能 內能 電能

　　10.關於核能的說法中正確的是

　　A.任何物質的原子核內部都蘊藏著核能，所以利用任何物質都可以作為核電站的燃料

　　B.到目前為止，人類獲得核能有兩種途徑，即原子核的裂變和聚變

　　C.自然界只有在人為條件下才能發生聚變

　　D.如果對裂變的鏈式反應不加控制，在極短時間內會釋放出巨大的能量，發生猛烈的爆炸
 

　　三、問答題

　　11.結合例項說明一次能源和二次能源的特點.

　　12.什麼是鏈式反應?

　　13.請你查閱有關核電站的資料，說明核能發電的優點和帶來的問題.
 

　　中學物理《核能》測試題參考答案：

　　一、1.化石 一次 化石能源 風能 太陽能 地熱能 二次 電能

　　2.木材 草類 肉類 不可再生 可再生

　　3.核能 裂變 聚變

　　4.***爆炸 核反應堆

　　5.核反應堆 內 電

　　二、6.C 7.A 8.AB 9.B 10.BD

　　三、

　　11.從自然界可以直接獲取的能源,稱為一次能源,如:化石能源、風能、太陽能、地熱能及核能;二次能源是無法從自然界直接獲取,必須通過一次能源的消耗才能得到,如:電能.

　　12.用中子轟擊***原子核,鈾核分裂時釋放出核能,同時還會產生幾個新的中子,這些中子又轟擊其他鈾核,於是就導致一系列鈾核持續裂變,並釋放出大量核能,這就是鏈式反應.

　　13.核電站只需消耗很小的核燃料,就可以產生大量的電能,核電站特別適用於缺少煤、石油、水能等能源的地區;核電站如果保護措施不當,會造成放射性物質洩漏,核費料的處理會造成放射性汙染.