全优课堂·物理·选择性必修第三册(粤教版)·课件 第5章　第5节 裂变和聚变.pptx

第五章原子与原子核;1．知道重核的裂变产物和链式反应发生的条件．2．知道核聚变，了解受控聚变反应．3．会判断和书写核裂变、核聚变方程，能计算核反应释放的能量．;课前?自主预习;核裂变与链式反应

1．重核的裂变

(1)核裂变：用________轰击铀核，铀核分裂成质量________的两部分，并释放出能量的核反应过程叫作核裂变．

(2)裂变能：核裂变________出的能量称为裂变能，也称核能或原子能．核裂变是释放核能的方法之一．

(3)铀核裂变的产物多种多样，其中有代表性的有：;2．链式反应;核聚变与受控热核反应

1．核聚变

(1)定义：两个轻核结合成____________的核，并释放出________的反应．;(3)条件：

①轻核的距离要达到__________以内．

②需要加热到很高的________，因此又叫_____________．

(4)应用：目前，热核反应主要用在核武器上，那就是________，需要用_________爆炸产生的高温高压引发核爆炸．

(5)太阳能：太阳的主要成分是氢，太阳中心温度可达1.5×107K，在此高温下，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着，太阳能就来自于太阳内部________释放的核能．;2．受控热核反应

(1)聚变的优点：①轻核聚变产能效率高；②地球上聚变燃料的储量丰富；③轻核聚变更为安全、清洁，而且生成的废物数量少、易处理．

(2)聚变的难点：地球上没有任何容器能够经受热核反应的高温．

;(3)控制方法．

①磁约束：利用磁场约束参加反应的物质，目前最好的一种磁约束装置是__________．

②惯性约束：聚变物质因自身的惯性，在极短时间内来不及扩散就完成了核反应，在惯性约束下，用________从各个方向照射反应物，使它们“挤”在一起发生反应．;核能利用

1．核电站

利用核能发电，它的核心设施是__________，它主要由以下几部分组成．

(1)燃料：________．

(2)慢化剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，采用________、重水或普通水作慢化剂．

(3)控制棒：为了控制能量释放的速度，就要想办法调节中子的数目，采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉____________的特性，就可以控制链式反应的速度．;2．工作原理

核燃料________释放能量，使反应区温度升高．

3．能量输出

利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外____________，用于发电．

4．核污染的处理

在反应堆的外面需要修建很厚的__________，用来屏蔽裂变反应放出的各种射线，核废料具有很强的_________，需要装入特制的容器，深埋地下．;课堂?重难探究;探究重核裂变反应;(2)核子分裂：核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块，同时放出2或3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核能．

(3)常见的裂变方程：;2．链式反应的条件

(1)有慢中子轰击．

(2)铀块的体积大于临界体积，或铀块的质量大于临界质量．

3．裂变反应的能量

铀核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量．一个铀235核裂变时释放的能量如果按200MeV估算，1kg铀235全部裂变放出的能量相当于2800t标准煤完全燃烧时释放的能量，裂变时能产生几百万度的高温．;对重核裂变的理解

例1下列四个核反应方程中，属于链式反应的是 ();变式1为使链式反应平稳进行，可采用下列办法中的 ()

A．铀块体积尽量制得小些

B．通过慢化剂将产生的中子减速

C．用镉棒作为慢化剂使中子减速

D．铀核裂变释放的中子直接去轰击另外的铀核

【答案】B;【解析】小于临界体积的铀块不可能发生链式反应，且即使大于临界条件，而核反应进行的快慢和体积无关，A错误；通过慢化剂将产生的中子减速，可以减小链式反应产生的快中子数量，即可进一步减慢链式反应，B正确；裂变核反应堆中，通常用慢化剂，比如重水等让快中子减速，而镉棒是用于控制中子数量的，C错误；裂变后释放的中子为快中子，不能直接用来轰击铀核，必须用慢化剂减速，D错误．;裂变中核能的计算

例2原子质量单位为u，1u相当于931.5MeV的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1kg和m2kg的原子核结合成质量为M的原子核时释放出的能量是 ()

A．(M－m1－m2)u×c2 B．(m1＋m2－M)u×931.5J

C．(m1＋m2－M)c2 D．(m1＋m2－M)×931.5eV

【答案】C;【解析】在核能计算时，如果质量的单位是kg，则用ΔE＝Δmc2进行计算，如果质量的单位是u，则利用1u相当于931.5MeV的