考点名称：核能，裂变，聚变

核能和获得核能的途径：
核外电子：带负电
1．原子结构
2．核能：质子、中子依靠强大的核力紧密地结合存一起，一旦使原子分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。
3．目前获得核能有两条途径：核裂变、核聚变。

核裂变：
1．核裂变：把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应称为核裂变。
2．核裂变的原理——链式反应：原子核持续裂变，并释放出大量的核能。如图：
 
3．应用：原子弹、核电站的能量都来源于核裂变，下图为我国第一颗原子弹爆炸图。


核聚变（热核反应）
1．核聚变是产生核能的另一种方式。核聚变是较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种反应。
2．如图所永的是氘核和氚核结合成为氦核的聚变过程。这种核反应也伴随着释放巨大的能量。
3．利用核聚变反应也能制造核武器。氢弹就是利用核聚变原理制造的一种威力比原子弹还要大的核武器(如图)。

4．核聚变需要超高温度，因此核聚变也被称作热核反应。在太阳中，发生的就是热核反应。

聚变的简介：
聚变 子核中蕴藏巨大的能量。根据质能方程E=mc²，原子核之静质量变化（反应物与生成物之质量差）造成能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，称为核裂变，如原子弹爆炸；如果是由较轻的原子核变化为较重的原子核，称为核聚变，如恒星持续发光发热的能量来源。
相比核裂变，核聚变的放射性污染等环境问题少很多。如氘和氚之核聚变反应，其原料可直接取自海水，来源几乎取之不尽，因而是比较理想的能源取得方式。
目前人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出；而触发核聚变反应必须消耗能量，因此人工核聚变的能量与触发核聚变的能量要到达一定的比例才能有经济效应。科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很长的路要走。目前主要的几种可控制核聚变方式：超声波核聚变、激光约束（惯性约束）核聚变、磁约束核聚变（托卡马克）。
 

核电站及核反应堆：
1．构成核反应堆是产生核反应的装置，是核电站的核心。核反应堆一般由铀棒(核材料)、减速剂、控制棒、冷却剂、热交换器和屏蔽物(水泥)等组成(如图)。


2．原理它的基本工作原理是这样的：核材料在反应堆内部发生核反应产生热量；用石墨或其他材料制成的减速剂使核反应产生的中子减速以提高核裂变的效率；控制棒的下部为阻挡中子的材料，用来控制链式反应的速度，如果希望加快反应速度就把控制棒拉出来一点，希望降低反应速度则推进控制棒；冷却剂在反应堆中循环以将热量带入热交换器；水在热交换器中被加热成为蒸汽以输出用于推动汽轮机，再带动发电机发电。

3．能量转化过程核能→水和水蒸气的内能→蒸汽轮机的机械能→电能。

4．提示原子弹和核反应堆巾发生的都是核裂变，它们的区别是：原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的；而通过核反应堆，可将链式反应的速度加以控制，使其平稳地释放出大量核能。

考点名称：能源消耗对环境的影响

能源的消耗对环境的影响：
利用化石能源会造成窄气污染，加剧温室效应，加剧水土流火，使土地沙漠化，形成酸雨，对植物、建筑、金属构件造成危害，核滑漏会对人类和其他生物造成伤害。

目前全球能源形势比较严峻，能源工业所面临的经济增长、环境保护和社会发展的压力愈来愈大。其中发展中国家由于工业化进程速度加快使得能源消耗呈增加的态势，导致全球能耗平均指数持续增长，其后果将非常严重，不仅使地球不断变暖，造成生态环境恶化，引起自然灾害，同时还将加速消耗常规化石能源的储量。

地球上不同种类的能源对环境会产生各种影响。随着全球经济发展对能源需求的不断增加以及石油价格的屡创新高，煤炭成为缓解全球能源紧张的重要资源，去年煤炭的消费量占全球能源消费总量的26%。但是燃炭开采时要控出相当多的废碎石及矸石，矸石中的硫化物缓慢氧化发热，如散热不良或未隔绝空气就会自燃，目前有９％的矸石堆正在自燃，释放出二氧化碳、二氧化硫及其它有害物质。煤矿可能伴生硫、砷、铬、镉、铅、汞等元素与苯并芘之类的有机物，燃烧中进入气灰或渣，有的部分分解。每吨煤会产生13KG的烟尘，同时氡也随气体排出。

煤炭燃烧后灰渣中杂质的浓度将增高许多倍，经过煅烧与粉碎有害物质将变为更容易进入水或空气的形态，从而增加环境的负担，以至火电站释放出的放射性物质比核电站多。因此煤炭使用的关键问题是将加剧环境的污染，导致全球气候变暖以及煤炭中产生的废气将造成呼吸系统疾病增加、汞中毒等不良后果。对于煤炭污染的缓解办法是，通常二氧化碳需通过提高利用效率与节能减少污染，其它有害物质在燃烧前可采用洁净煤技术首先去掉无用有害杂质杂物等，燃烧中可采用沸腾床加石灰以固定硫，选用适当炉温以减少氮氧化物。

石油开采尤其是注水采油通常会影响地面升降，所注水可能在地下受到污染，有时甚至有少量放射性物质聚集在采油管道的某些部位；同时采炼中烧掉废气将产生浓烟，对环境将产生一定程度的影响；而储运中的燃爆与泄漏可引起严重污染。天然气除燃烧产物外，在使用与传输中甲烷也会发生损失与泄漏，其中还有一些氡随之进入室内。生物质燃料原属再生能源，金属元素很少，但在较差的炉灶中燃烧易生一氧化碳、烟及有机化合物。如果烟囱排烟能力差或处于严寒地带室内换气不良，室内有害物质可达很高浓度。各种能源中电力控制方便并易于传输，用燃料或核能经热机发电热效率有限，但通常会有相当发电量的一至两倍的热能需要就地耗散，可用冷却塔或传给水体，冬季可以利用余热，但夏季将会成为热污染。

水体的温升应严格限制以防发生有害生态影响。输电效率高，但也要防止使人受到过强的电磁场，电晕放电产生离子也会有不良效应；而配送用的电力电容器含多氯联苯，包裹蒸汽管道用的石棉，退役不用时如不妥善处置也会造成严重污染。水力能源发电效率高，产生的少量热能影响很少。太阳能资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染，属于环保能源。太阳能热水器等作为节约生活燃料的辅助手段非常有效，集热热机发电除需排出余热与占地面积较大外，并未发生重要的环境问题，太阳能电池在制造过程中会产生一些有害物质，但在使用时并无污染。

在地热利用中，温泉水中会溶有石中的有害物质，特别是高温温泉流出后随温度与成分的变化将集聚在水流或系统的某些部位，氡是其中一种。地热发电目前效率不高，并且会带出地下有害物质。在地热能源的开发和技术转让方面未来的发展空间与潜力巨大，但由于利用地热能源进行发电的成本较高，因此亟需进行更多的技术研究以解决这一问题。随着对地热资源的不断开发与研究，地热能源必将成为继水力、风力和太阳能之后又一种重要的新能源。