20．2 开发新能源
一、情景引入
新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，包括太阳能、风能、生物质能、核能、地热能、氢能、海洋能等。
随着传统能源日益紧缺，新能源的开发与利用得到世界各国的广泛关注，越来越多的国家采取鼓励新能源发展的政策和措施，新能源的生产规模和使用范围正在不断扩大。
当前，中国的能源与环境问题严重，新能源开发利用受到越来越高的关注。
新能源一方面作为传统能源的补充，另一方面可有效降低环境污染。
可见，开发新能源具有重大的意义。
二、教材研究
问题1——怎样利用太阳能？
阅读课本“太阳能——永恒的动力之源”，同时阅读下列材料，并回答下列问题：
太阳每年送到地球上的能量相当于燃烧1.3x1014吨标准煤，其中一小部分被立即反射回太空，其余各部分则留在地球各处，发挥巨大作用：让万物生长、海水搬家、四季循环、百川常流，做完这一切仅消耗0.5%，可见利用太阳能潜力巨大，开发太阳能大有可为。
问:既然太阳能那么巨大,而且又是可再生能源,人类怎么利用呢?
目前，人们在太阳能转化为电能时，遇到两大问题：A、转化效率低；B、利用成本太高。
如何能降低成本提高效率，你有什么好的建议？
问题2——怎样利用核能？
1、阅读“核能——造福人类的神火”，请回答：
（1）释放核能有哪两种方式？这两种方式的原理是什么？
（2）核材料的核能在瞬间集中释放出来，就有很强的杀伤作用，利用这个原理，制成了原子弹、氢弹等威力无比的核武器。
上网或查阅有关资料，了解核武器杀伤作用的表现及防护措施。
三、典例分析
如图所示，为了形象的描述核能的获得，两位同学分别画了一张利用核能途径的原理图（图20-1）；其中甲图表示的是______________；图乙表示的是_________________，其中______（填“甲”或“乙”）图展示的是制造氢弹的原理。
甲图20-1 乙解析：开发新能源中，核能是造福人类的“神火”，原子核内部蕴藏有巨大能量，叫做核能，释放核能有两种方式：一是原子核裂变，二是核聚变。
核裂变的特点是链式反应（图甲），原子弹就是根据这个原理制成的；而核聚变是较轻的原子核（氘和氚）聚合成一个较重的原子核（图乙），氢弹就是根据这个原理制成的。
两种利用核能都能放出巨大的能量，如果没有控制，将会给人类造成灾难。
答案：核裂变，核聚变，乙。
四、达标训练
1、节约能源的根本措施是（）
A、大量利用太阳能
B、大力开发新能源
C、采用新技术、新设备、更新改造落后的技术和装备
D、用柴油发动机代替汽油发动机
2、太阳能的直接转化，下列说法中错误
．．的是（）
A、用太阳灶将太阳能转化为内能
B、用硅光电池将太阳能转化为电能
C、用光合作用将太阳能转化为化学能
D、上述情况转化都不能直接发生
3、核电站，下列说法中不正确
．．．的是（）
A、核电站的核反应堆中，能量是靠核裂变而产生的
B、核电站是使核能转化为内能，通过汽轮机带动发电机来发电的
C、核电站不排放烟尘、CO2、SO2等有害气体，对环境污染少
D、核电站产生的废料可以用来铺设马路，进行二次利用
4、能源及能源的利用，下列说法中不正确
．．．的是（）
A、由于我国煤和石油的储量大，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要
B、能源的利用过程实质上是能量的转化和传递过程
C、现在人类使用的能源主要是煤、石油和天然气
D、煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能
5、夏天，家用太阳能热水器每天约能将50kg的水升温32℃，如果一个月按20天计算共吸收了多少热量？这些热量相当于完全燃烧多少的无烟煤？（无烟煤的热值约为3.4×107J/kg）
6、新能源的开发和利用都有积极和消极的因素，仔细阅读下面
的表格，并将其补充完整（每种因素谈一点）。
7、关于太阳能的转化：太阳把空气和地面晒热，太阳能转化为________，晒热的空气上升，空气流动形成风，又转化为_________；太阳使地面上一部分水蒸发，蒸发的水汽升空形成云，云又以雨雪等形式落下，流入江河，太阳能转化为_________；植物吸收太阳能，进行光合作用，太阳能转化为__________，植物被动物吃掉，又转移为动物的_______。
8、三峡工程是目前世界上最大的水利工程。
它所提供的清洁、廉价电能相当于每年燃烧5000万吨原煤的火力发电厂产生的电能，因此三峡工程的建成和使用有助于减少（）
（1）氮氧化物的排放（2）酸雨的形成（3）臭氧空洞扩大（4）温室效应（5）白色污染
A、（1）（2）（3）（4）
B、（2）（4）（5）
C、（3）（4）（5）
D、（1）（2）（5）
五、中考试题
1、关于能源的开发和利用，下列说法中正确的是
A．天然气是可再生能源
B．可通过太阳能电池把光能转化成电能
C．煤和石油的大量燃烧不会导致温室效应
D．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量
解析：天然气是不可再生能源，用完了很难再生；煤和石油的大量燃烧会产生大量CO2等废气，会导致温室效应；秦山核电站利用的是核裂变释放的能量，而核聚变的应用只限于核爆炸，在目前无法控制用来发电。
答案：B
2、能源的开发和利用在“两型”社会的建设中起着很重要的作用。
下列能源中，在使用时最安全、最清洁的是
A．煤气B．太阳能C．电能D．核能
解析：煤气的燃烧产生很多废气，使用时既不安全、又不清洁。
电能和核能虽然比较清洁，但使用时有一定的危险性，如核材料有辐射等，太阳能是可再生能源，使用时最安全、最清洁。
答案：B
3、请仔细阅读下文，并回答文后问题。
福州打造海西“多电型”能源基地
据2009年5月21日《福州晚报》报道，随着海交会开幕和一系列能源项目的开工建设，多种能源互补的能源发展和保障体系已使福州能源建设走在海西前头。
不久的将来，我市公交车将用上天然气做燃料，这种清洁能源能有效减少空气污染。
随着红庙岭垃圾发电厂的建设，节能环保、替代型能源有了新的突破，目前焚烧1吨垃圾能发电220kW·h，可供普通家庭使用一个月。
沿海的长乐、连江、福清、罗源已建和在建的多个火力发电厂，极大地满足了福州用电需求。
平潭、福清、长乐的风力资源相当丰富，风力发电已成为海岛平潭重要的获取电能方式之一。
福清核电站规划装机容量600万kW，它的建成必将大大缓解煤电使用的压力，与火力发电相比，核能发电只需消耗很少的核燃料，就能产生大量的电能。
（1）公交车使用天然气做燃料的好处是。
文中涉及的节能环保、变废为宝的方法是利用发电。
（2）风力发电是将能转化为电能。
与火力发电相比，核能发电的优点是。
解答：（1）能有效减少空气污染垃圾
（2）机械（或风）只需消耗很少的核燃料，就能产生大量的电能
六、课堂测评
1、与其他形式的能源相比，太阳能是一种既_____________，又_____________的巨大能源。
2太阳能电池的能量转化是：_________________________；在太阳能热水器里，能量的转化是：_________________________。
3、核裂变是______________________________的核反应；而核聚变是是_________ 的核反应。
这两种核反应都会释放巨大的能量。
4、核反应堆中发生的链式反应是可以____________的核反应。
若核裂变不加以控制，在极短时间内会释放巨大的能量，发生强烈的爆炸。
____________________就是根据这一原理制成的。
5、利用核聚变也能制造核武器。
______________就是利用核聚变的原理制造的一种威力比原子弹还大的核武器。
目前，人们还不能完全控制核聚变而和平利用它。
6、新开发的能源除太阳能和核能外，还有__________、__________和___________等。
它们的共同特点是___________________，可循环使用，属_________再生能源（选填“可”或“不可”），它是解决问题的主要出路。
7、如图是核电站原理的示意图，从核能到电能，在能量转化过程中，正确的是（）
A、核能→内能→电能
B、核能→机械能→内能→电能
C、核能→内能→机械能→电能
D、核能→机械能→电能
8、阅读材料
核能是一种安全可靠清洁的能源吗
近半个世纪，人类一方面发展核能，另一方面，到现在为止，还没有找到安全、永久处理高放射性核废料的办法。
核能发电已有45年的历史，所提供的电力约占世界电力生产的18%，已取得巨大的经济效益，但从1959年到1995年全球共发生了18次重大核事故。
核泄漏事故除当场造成人员死于核辐射外，还致使大量放射性物质逸入大气中，长期严重影响着附近居民的正常生活并造成灾难。
受灾地区儿童生病、死亡率不断上升，令人吃惊的动植物畸形，事故遗患成了日常生活的组成部分，恐惧的气氛，终日笼罩在人们的心头。
当前，世界各国大都采取浅部临时掩埋的措施处理核废料。
在利用深岩石洞室作为永久储存库方面，虽然科学空为之奋斗了几十年，迄今未圆满解决。
核泄漏不能完全避免的问题已引起全球关注。
⑴核能发电已给社会带来重大进步，但也有带来了危害。
这个危害指什么？
⑵核废料主要会造成什么污染？。