师：今天带大家认识核能发电，这节课我们要达到两个学习目标。一提到核能发电，有些人就会想起1986年切尔诺贝利核电站事故，这是人类和平利用核能史上的一次大灾难。像切尔诺贝利这类核电站是如何利用核能发电的呢？核电站的核心设备是核反应堆，它利用反应堆产生的内能，通过蒸汽轮机做功带动发电机发电。那核反应堆的核能从哪里释放出来的呢？这要从原子核说起。对一个原子核而言，它的质子和中子靠强大的力紧密结合在一起，非常牢固。一旦质量大的原子核发生分裂，或者质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。以铀 - 235为例，有同学可能会问，235是什么意思？其实它表示铀原子核里质子数与中子数的总和是235 ，它属于质量较大的原子核。当有个中子轰击它时，它会分裂，生成两个质量中等的原子核，并释放出两到三个新中子和大量能量。这两到三个新中子又去轰击其他铀核，引发一系列铀核裂变，释放出更大量的能量，这就是裂变中的链式反应，反应堆中的核能就是从一系列铀核裂变中释放出来的。假设其中一个铀核裂变只生成两个中子，这一系列铀核裂变情况会怎样呢？我们通过一个视频了解一下。
（播放视频后）
师：为了实现链式反应，我们用中子轰击铀或钚的核燃料，当中子撞击原子时，原子变得不稳定，分解为更轻的元素，以及2 - 3个新中子和大量能量。这2 - 3个新的自由中子会继续撞击其他铀原子，每次撞击都会产生新中子，依此类推，反应速率呈指数增长，这就是核裂变链式反应。我们再仔细分析一下一系列铀核裂变后，每一代中子生成个数的变化。第一代两个，第二代4个，第三代8个，不断乘以2。如果有第四代就有16个，这些中子呈指数倍增长，它们去轰击下一代铀核，铀核的裂变数量就会猛增，短时间内释放出巨大能量。经计算，1千克的铀235完全裂变时，释放出的能量超过2000吨无烟煤完全燃烧所释放的能量。一座1000百万瓦的核电厂一年只需用30吨铀燃料。
在化石能源日益减少的情况下，很多国家都想发展核能，但发展核能发电还有技术问题要解决。刚刚链式反应中释放的能量，是大量原子核在短时间内裂变释放出来的，就像原子弹爆炸，过于剧烈且不受控制，而核电站需要的核能释放要平稳且受控。我们可以通过减少中子来实现。打个比方，为了平稳释放能量，每一代只需留下两个中子去轰击下一代铀核，你会怎么做？
生：每一代就只剩两个中子，吸收多余的。
师：很好。第一代生成两个中子，我们不处理，让这两个中子去轰击新的铀核，这两个铀核分裂，生成第二代的四个中子，比两个多了，于是我们把多的两个中子吸收掉，剩下两个中子继续轰击第三代铀核，这两个铀核裂变后产生第三代的四个中子，还是多了两个，我们继续吸收这两个中子，这样铀核的裂变数量就会减少，释放的能量也会随之减少且平稳。假设现在把第二代的这两个中子也吸收掉，核反应会怎样？
生：停下来喽？
师：对，第二代没有中子，这四个铀核也不会发生裂变，我们就是通过这种方式控制链式反应的。所以科学家找来硼和镉这些材料制成一根根控制棒，因为它们易于吸收中子。考虑一下，如果要减缓核反应速度，你会如何改变插入反应堆中控制棒的数量呢？稍微提醒一下，减缓反应速度就是要吸收中子，该怎么做？
生：要减缓核反应速度，也就是增加吸收中子的数量，就增加插入控制棒的数量。
师：那如果要加快核反应速度，又如何改变插入反应堆中控制棒的数量呢？
生：要加快核反应速度就减少插入控制棒的数量。
师：非常好。其实除了改变插入控制棒的数量，我们还可以通过改变控制棒的插入深度来控制链式反应。当时切尔诺贝利的工作人员违规操作控制棒，而且核反应堆设计存在缺陷，最终导致反应堆失去平衡，引发了事故，这次灾难放射出来的辐射线剂量超过广岛原子弹的400倍以上。这么大的辐射从哪里释放出来的呢？我们再看看链式反应图，铀核发生裂变，生成两个新原子核和新中子，还释放出什么？
生：释放出伽马射线。
师：很好，根据电磁波波谱，伽马射线位于波谱最右侧，相比x射线，它的波长和频率是大了还是小了呢？
生：伽马射线比x射线波长短、频率高。
师：数据显示，切尔诺贝利核电站事故当天早上，现场600名工人接触的最高辐射剂量在800毫希沃到16000毫西弗之间，这些辐射属于电离辐射。这么大的电离辐射对人有什么影响呢？我们看看这个图。
生：会恶心、呕吐、白血球减少，产生射线疾病，会死人的喔。
师：事后这600名工人有134人患上射线疾病，28人在三个月内死亡。面对这么大危害的辐射，如果是你，会采取什么措施保护人的安全呢？这个问题有点难度，我们回顾一下之前学的电磁波辐射防护方式，分别是减少时间、减少剂量、注意防护，你觉得该怎么做？