高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第五章 原子核4 核裂变与核聚变试讲课ppt课件

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人教版 高中物理 必修三第五章 原子核5.4 核裂变和核聚变 较重的核分裂成中等大小的核，较小的核合并成中等大小的核的过程中，都有可能释放出能量。核电站以及原子弹、氢弹等核武器，利用的就是这些核能。在这些装置中，核能是怎样被转化和使用的呢?核子结合成铁原子核或铁附近的原子核时，每个核子平均放出的能量大 使较重的核分裂成中等大小的核，比结合能会增加，发生质量亏损，释放结合能。20世纪30年代，物理学家的一个重大发现改变了人类历史。原子核在“分裂或聚合”时，会释放出惊人的能量。 1938年底，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的过程中发现，生成物中有原子序数为56的元素钡。 奥地利物理学家迈特纳和弗里施对此做出了解释，铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块。弗里施借用细胞分裂的生物学名词，把这类核反应定名为核裂变。一、核裂变的发现重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应的过程，叫做核裂变1、裂变质量数守恒电荷数守恒例题1、(多选)关于裂变反应,下列说法正确的是(　　)A.用中子轰击铀核发生裂变,其一定分裂为质量差不多的两部分B.铀核裂变为中等质量的原子核一定释放能量C.铀核发生裂变时可能分裂成两部分、三部分或四部分D.所有重核用中子轰击均能发生裂变反应BD 2、链式反应 由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，称为核裂变的链式反应。二分裂三分裂三分裂四分裂概率：铀核裂变的产物是多种多样的，其他裂变方程还有:  二分裂3、链式反应的条件思考：随便一个中子撞击，铀核都会产生核反应吗？铀块的质量大于临界质量，或者铀块的体积大于临界体积。4、核裂变的标准煤 一个铀235核裂变时释放的能量如果200MeV估算，1kg铀235全部裂变时放出的能量就相当于2800t标准煤完全燃烧时释放的化学能!=原子弹点击图片播放视频二、反应堆与核电站1、核反应堆①燃料铀棒：铀棒越多，反应的速率就越快。铀棒②控制棒镉棒：吸收中子，控制反应速率③慢化剂：使中子变为慢中子，易吸收（石墨，重水和轻水）镉棒④水泥防护层：防止辐射水泥防护层2、核电站三、核聚变核裂变：一个重核两个质量中等的原子核两个轻核一个质量较大的核核聚变：①轻核聚变产能效率高②燃料氘和氚储量丰富③无废料，更安全、清洁1、核聚变的条件10-15m核力库伦斥力动能大办法：加热到几百万开尔文→温度越高，分子热运动越剧烈（热核反应） 热核反应一旦发生，就不再续约外界给它能量，靠自身产生的热就会反应继续下去。2、核聚变的例子太阳的能量来自热核反应3、可控核聚变的方案⑴磁约束带电粒子运动时在均匀磁场中受洛伦兹力的作用而不飞散，因此有可能利用磁场来约束参加反应的物质。中国科学院的环流器装置⑵惯性约束 由于聚变反应的时间非常短，聚变物质因自身的惯性还来不及扩散就完成了核反应。在惯性约束下，可以用激光从各个方向照射参加反应的物质，使它们“挤”在一起发生反应。重核裂变与轻核聚变的区别 随堂练习例1：下列说法中正确的是（ ）A.原子弹是利用核聚变反应B.氢弹是利用核裂变反应C.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D.为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235D2、利用重核裂变释放核能时选用铀235，主要因为（ ）A.它比较容易发生链式反应B.能自动裂变，与体积无关C.铀核比较容易分裂成为三部分或四部分，因而放出更多的核能D.铀 235 价格比较便宜，而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多 D3、镉棒在核反应堆中所起的作用是（ ）A.使快中子变成慢中子B.使慢中子变成快中子C.使反应速度加快D.控制反应速度，调节反应速度的快慢D4、太阳不断地向外辐射能量，仍保持1千万度以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着剧烈地（ ）A.衰变反应B.人工核反应C.裂变反应D.热核反应D5、(多选)以下核反应方程中属于核聚变的是(　 　)解析：轻核结合成质量较大的核,释放出核能的反应,称为核聚变。答案：ACDACDC答案 ：C解析 ：铀核裂变反应过程中，质量数守恒，X的质量数235+1-89-3=144，可知X原子核中含有144个核子；电荷数守恒，92-36=56，所以X中的中子数为144-56=88，即X原子核中含有88个中子，在核反应的过程中，质量数是守恒的。总质量数既不减小，也不增加，存在质量亏损，故C正确，A、B、D错误。