3.总结：

板书：

重核的裂变--链式反应(原子弹，核反应堆)

核能的释放

轻核的聚变(氢弹，"中国环流器1号")

2.进行新课

板书：〈第2节 核能〉

(1)什么叫核能？

板书：〈由于原子核的变化而释放的巨大能量叫做核能，也叫原子能。〉

(2)释放核能的两条途径

教师：经过科学家们的大量实验研究和理论分析，发现释放核能可以有重核的裂变和轻核的聚变两条途径。

①重核的裂变

教师结合课本 图14-6或挂图讲解：科学家们发现，用中子去轰击质量数为235的铀，铀核会分裂成大小相差不大的两部分，这种现象叫做裂变。

裂变后的产物以很大的速度向相反方向飞开，与周围的物体分子碰撞，使分子动能增加，核能转化成周围物体的内能。实验表明，裂变时释放的核能十分巨大，1千克铀-235中的铀核如果全部发生裂变，释放出的核能相当于2500吨标准煤完全燃烧时放出的能量，是同样质量煤燃料时放出能量的2.5×10⁶倍。

从图中看到，铀-235只有在中子的轰击下才能发生裂变，放出核能，那么是不是要不断地从外界提供中子，才能维持铀核的不断裂变呢？科学家们从实验中发现，(指着链式反应的挂图讲解)铀-235核在受到中子的轰击后，裂变成2个差不多大小的新粒子的同时，还释放出2-3个新中子，这2-3个中子又去轰击其它铀235核，引起2-3个新铀核裂变，又各放出2-3个中子，这些中子又去轰击更多的轴核发生裂变……随着一个轴核裂变的发生，会引起越来越多的铀核发生裂变。这样，裂变就不断地自行持续下去，这种现象叫做链式反应。

如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会引起大量的铀核发生裂变，在极短的时间内就会释放出巨大的核能，发生猛烈的爆炸。原子弹就是根据这个原理制成的。(指着原子弹爆炸后升起的蘑菇云挂图)这就是原子弹爆炸时释放的巨大核能产生的高温高压气体向外扩散时所升起的蘑菇状烟云，其上升的高度可达几百米，其破坏力和杀伤力都是十分巨大的。

但是如果我们能够控制裂变式反应的速度，使核能缓慢地、平稳地释放出来，就能够代替化石燃料，进行和平利用。能够缓慢地、平稳地释放裂变产生的核裂变的装置叫做核反应堆。人们已经成功地生产出各种规格的核反应维，它是核潜艇、核动力破冰船、核电站等设施的核心部件。

②轻核的聚变

科学家们在对核反应的研究中还发现，两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核时，也能释放出核能，这种现象叫做聚变。

由于聚变必须在极高的温度和压强下进行，所以也叫热核反应。例如把一个氘核(质量数为2的氢核)和一个氚核(质量数为3的氢核)在高温、高压的环境下结合成一个氦核时，就会释放出核能。氢弹就是利用这个原理制成的。氢弹的威力比原子弹要大得多，(指着氢弹爆炸后升起的蘑菇云挂图说)这是氢弹爆炸后升起的蘑菇云，比原子弹的威力要大几十倍。我们最熟悉的太阳内部就在不断地进行着大规模的核聚变反应，由此释放出的巨大核能以电磁波的形式从太阳辐射出来，地球上的人类自古以来，每天都享用着这种聚变释放出的核能。

我国物理学家在核物理的研究方面也取得了重大成就。早在40年代，物理学家钱三强和何泽慧在法国学习和工作期间与法国两个研究生一起，第一次发现了铀核裂变的三分裂和四分裂现象。解放后从1960年开始，王淦昌等一批优秀的物理学家和其他人员，在西北高原的实验室里，在荒无人烟的沙漠试验场中奋发图强、艰苦奋斗，经过4年的艰辛工作，于1964年10月16日成功地爆炸了我国的第一颗原子弹(播放我国第一颗原子弹试爆的的录像资料)，其研制速度之快，效率之高是世界上第一流的，现在我们的运载工具--火箭技术也已相当成熟了，不但给自己发射卫星，还替外国发射卫星，信誉很高。当然我国研制核武器只是为了打破核垄断，抑制核讹诈，最终能够消灭核武器。

人们现在还不能像控制裂变那样有效地、随心所欲地控制聚变反应，和平利用聚变释放的核能，但是由于核聚变可以释放比裂变更大的核能，而且不像裂变那样会产生较大的放射性污染，其原料氘和氚等又比铀丰富得多，因此控制聚变反应是一个非常吸引人的课题。目前世界上不少国家都在积极研究聚变的人工控制并已取得了一定的进展。我们国家在这方面也没有落后，自己研制的可控核聚变的实验装置--中国环流器1号已于1984年顺利启动，已经取得不少研究成果，至今仍在继续工作中。同学们将来也许能参与其中，成为我国和平利用聚变释放核能的有功人员，为开发我国的新能源作出重大的贡献，我们衷期待着这一天。

1.引入新课

教师：科学家们在天然放射性现象的研究中，发现了极其微小的原子核内部还有结构，原子核也是可以变化的。为了研究原子核内部的结构，物理学家们尝试用粒子去"轰击"原子核，最初是用α粒子去轰击，后来又用质子、中子去轰击，发现都能引起原子核的变化--核反应，而且发现在某些核反应过程中能释放出大量能量。由于原子核的变化而释放的巨大能量，我们把它叫做核能。

铀核裂变、链式反应以及原子弹、氢弹爆炸后产生的蘑菇云挂图，我国试爆第一颗原子弹、氢弹的录像资料及播放设备。

3.介绍我国科学家的成就，进行爱国主义教育。

2.进行物理学研究方法的启蒙教育。

1.常识性了解核能和释放核能的两条途径--裂变和聚变。

5．聚变

科学家们发现，较轻的核结合成较重的核，也能释放能量，这种现象叫做聚变．例如一个氘核(质量数为2的氢核)和一个氚核(质量数为3的氢核)结合时，就释放出核能(图16－7)．

图16－7

氢弹就是利用轻核聚变制成的．氢弹是一种比原子弹威力更为巨大的核武器．

太阳内部进行着大规模的聚变，释放的核能以电磁波的形式从太阳辐射出来，地球上的生物每天都享用着聚变释放出的能量．

如何实现聚变，如何利用聚变释放的核能，科学家正在积极地探索着．海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氚核．科学家预言，通过可控制聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题．愿同学们今后对此做出贡献．

[学习方法指导]

逆向思考法

在本节内容中介绍了“核裂变”和“核聚变”．“裂变”和“聚变”是两个相反的过程．在物理学中我们经常会遇到一些问题，不但要知道它的“正”过程，而且要知道它的“反过程”．而且在科学探究的过程中，许多科学家正是抱着坚定的信念，执着而顽强地探索，终于得出了令人瞩目的成果．

奥斯特在发现了电流的磁效应以后，法拉第在思考中逐渐形成了一种想法：既然电会产生磁，那么磁能不能产生电呢？法拉第经过多年的实验，顽强地向认定的目标前进，终于发现了电磁感应现象．

在这个典型实例中，法拉第就是运用了“逆向思考法”大胆地提出了猜想，然后再通过实验验证，得出结论．

同学们在学习中，不但经常要“正向”思考，而且也要“逆向”思考，这样才能举一反三，把知识掌握好，运用灵活．

4．裂变

图16－4

科学家发现用中子轰击铀235(质量数为235的铀)，铀核会分裂成大小相差不很大的两部分，这种现象叫做裂变(图16－4)．发生裂变时有核能释放出来，这时裂变后的产物以很大速度向相反方向飞开，与周围的分子碰撞，使分子动能增加，转化为物体的内能．裂变释放的核能十分巨大，1 kg铀235中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量相当于2500 t标准煤完全燃烧放出的能量．

图16－5

用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量．这好比用火柴点燃木材，木材才能燃烧，放出能量一样．假如外界的中子停止轰击，裂变也就停止．然而实验表明，铀核裂变时，还同时放出2~3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(图16－5)．这种现象叫做链式反应．

图16－6

如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会释放出巨大的核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的(图16－6)．如果控制链式反应的速度，使核能慢慢地平稳地释放出来，就便于和平利用了．能够缓慢、平稳地释放核能的装置，叫做核反应堆．

3．核能

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，要使它们分裂或重新组合是极其困难的．但是，一旦使原子核分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能．核能是能源家族的新成员，它包括核裂变能和核聚变能两种主要形式．