九年级物理 / 能源与可持续发展 / 核能 一、核心知识点（结构化梳理） 1. 核能的本质 定义：原子核发生变化时释放出的巨大能量，也叫原子能（区别于化学能 —— 分子层面的能量变化）。 能量来源：原子核的质量亏损（爱因斯坦质能方程 E=mc 2 ，少量质量亏损可转化为巨大能量）。 关键前提：原子核结构稳定，需通过特定方式打破稳定性才能释放核能。 2. 核反应的两种形式（重点区分） 类型 定义 特点 实例 核裂变 重原子核（如铀 235、钚 239）在中子轰击下分裂成两个或多个较轻原子核，同时释放中子和能量 ① 可人工控制（链式反应）；② 释放能量较温和，易利用；③ 产生放射性废料 核电站发电、原子弹爆炸（不可控裂变） 核聚变 轻原子核（如氢的同位素氘、氚）在极高温度和压强下结合成较重原子核，释放巨大能量 ① 需超高温高压（“热核反应”）；② 释放能量比裂变更剧烈；③ 产物无放射性，原料丰富 太阳内部反应、氢弹爆炸（不可控聚变） 关键补充：链式反应 核裂变的核心机制：一个中子轰击铀核使其裂变，同时释放 2-3 个新中子，新中子再轰击其他铀核，形成 “连锁反应”。 可控与不可控：① 核电站通过 “控制棒”（如镉棒，吸收中子）调节中子数量，让链式反应缓慢、持续进行；② 原子弹中链式反应无控制，瞬间释放巨大能量。 3. 核能的利用（实际应用） （1）核电站（重点掌握工作原理） 结构组成：核反应堆、热交换器、汽轮机、发电机、安全防护设施。 能量转化过程： 核能 → 内能（核反应堆中，裂变释放的能量加热水，产生高温高压水蒸气）→ 机械能（水蒸气推动汽轮机转动）→ 电能（汽轮机带动发电机发电）。 核心设备：核反应堆（发生可控核裂变的场所，含核燃料、控制棒、减速剂等）。 安全特点：多重防护（如混凝土外壳），防止放射性物质泄漏。 （2）其他应用 核武器：原子弹（核裂变）、氢弹（核聚变，需原子弹引爆）； 未来方向：可控核聚变（如 “人造太阳” 项目），解决目前裂变的废料污染和原料有限问题。 4. 核能的优缺点与可持续性（难点分析） （1）优点 能量密度极高：1kg 铀 235 裂变释放的能量相当于 2500t 标准煤燃烧释放的能量； 原料储量相对丰富：铀矿、海水中的氘（聚变原料）可供长期使用； 对环境影响小：正常运行时无二氧化碳、二氧化硫等污染物排放，缓解温室效应。 （2）缺点 安全风险：核泄漏（如切尔诺贝利、福岛核事故）会导致放射性污染，危害生物健康和生态环境； 废料处理难题：核裂变产生的放射性废料半衰期长（可达数万年），需特殊储存和处理； 核聚变技术尚未成熟：可控核聚变的高温高压条件难以持续维持，目前仍处于实验阶段。 5. 核能与可持续发展 核能是 “清洁能源”（无温室气体排放），是应对全球能源危机和气候变化的重要选择； 可持续发展的关键：① 提升核电站安全技术，降低泄漏风险；② 研发可控核聚变技术，解决废料和原料问题；③ 合理规划核设施布局，加强国际合作。 二、易错点辨析（高频考点） 区分 “核裂变” 与 “核聚变”： 易错点：认为 “裂变是分裂，聚变是聚合” 但忽略条件（裂变需中子轰击，聚变需超高温高压）； 记忆技巧：裂变 “重变轻”，聚变 “轻变重”；原子弹是裂变，氢弹是聚变。 核电站的能量转化顺序： 易错点：直接写成 “核能→电能”，遗漏 “内能→机械能” 中间环节； 正确路径：核能→内能（加热水）→机械能（汽轮机）→电能（发电机）。 放射性污染的来源： 易错点：认为核电站正常运行会产生污染； 纠正：正常运行时，放射性物质被严格隔离，污染主要来自核泄漏事故。