【优化指导】2016-2017学年高中物理 第19章 原子核 6 核裂变课件 新人教版选修3-5.ppt

* 6　核裂变 一 二 填一填 练一练 一、核裂变及链式反应(见课本第83页) 1.裂变:铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块,这类核反应叫原子核的裂变。 2.典型核反应方程式: 裂变的产物是多样的,其中最典型的反应是铀核裂变生成钡和氪,同时放出3个中子。核反应方程式为: 3.链式反应:当一个中子引发一个铀核裂变后,反应释放出的中子又轰击其他原子核产生裂变,释放出的中子又轰击其他铀原子核……这样的反应一代接一代进行下去的过程,叫作裂变的链式反应。 一 二 填一填 练一练 4.临界体积和临界质量:通常把裂变物质能够发生链式反应的 最小体积叫作它的临界体积,相应的质量叫作临界质量。 5.核裂变的能量:1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于 2 800 t 标准煤完全燃烧时释放的化学能。? 一 二 填一填 练一练 二、核电站(见课本第85页) 1.核电站:利用核能发电,它的核心设施是反应堆,它主要由以下几部分组成。 (1)燃料:铀棒。 (2)慢化剂:铀235容易捕获慢中子发生反应,采用石墨、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,利用镉吸收中子的特性,就可以容易地控制链式反应的速度。 一 二 填一填 练一练 2.工作原理:核燃料裂变释放能量,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 循环流动,把反应堆内的热量传输出去,用于发电。 4.核污染的处理:为避免射线对人体的伤害和放射性物质对水源、空气和工作场所造成的放射性污染,在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层,用来屏蔽裂变反应放出的各种射线,核废料具有很强的放射性,需要装入特制的容器,深埋地下。 填一填 练一练 铀核裂变时,对于产生链式反应的重要因素,下列说法中正确的是(　　) A.铀块的质量是重要因素,与体积无关 B.为了使铀235裂变的链式反应容易发生,最好直接利用裂变时产生的快中子 C.若铀235的体积超过它的临界体积,裂变的链式反应就能够发生 D.裂变能否发生链式反应与铀块的质量无关 解析:要发生链式反应必须使铀块体积或质量大于临界体积或临界质量,故A、D错,C对;铀235俘获慢中子发生裂变的概率大,快中子使铀235发生裂变的几率小,故B错。 答案:C 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一对核裂变和链式反应的分析? 如图,核裂变示意图。 (1)重核裂变是一种天然现象吗? (2)只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗? 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 1.铀核的裂变和裂变方程 (1)核子受激发:当中子进入铀235后,便形成了处于激发状态的复核,复核中由于核子的激烈运动,使核变成不规则的形状。 (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: 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 2.链式反应的条件 (1)铀块的体积大于临界体积。 (2)铀块的质量大于临界质量。 以上两个条件满足一个即可。 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。 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 【例题1】关于重核的裂变,以下说法正确的是(　　) A.核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B.中子从铀块中通过时,一定发生链式反应 C.重核裂变释放出大量能量,产生明显的质量亏损,所以核子数要减少 D.由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量,所以重核裂变为中等质量的核时,要发生质量亏损,放出核能 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 解析:根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知,裂变时因铀核俘获中子即发生核反应,是核能转化为其他形式能的过程,其释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能量。链式反应是有条件的,即铀块的体积必须大于其临界体积,如果体积小,中子从铀块中穿过时,碰不到原子核,则链式反应就不会发生。在裂变反应中核子数是不会减少的,质量亏损是远小于一个核子的质量的,因此选项A、B、C均错;重核裂变为中等质量的原子核时,由于核子平均质量小,会发生质量亏损,从而释放出核能,选项D正确。 答案:D 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 变式训练1　关于铀核裂变,下列说法正确的是(　　)? A.铀核裂变的产物是多种多样的,但只能裂变成两种不同的核 B.铀核裂变时还能同时释放2~3个中子