19.6核裂变19.7核聚变范例.ppt

19.6《裂变和聚变》 教学目标 1、知识与技能 （1）知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量； （2）知道什么是链式反应； （3）会计算重核裂变过程中释放出的能量； （4）知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。 2、过程与方法 （1）通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力； （2）通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。 历史背景：曼哈顿计划 奥本海姆(J. Robert Oppenheimer ） 奥本海姆(J. Robert Oppenheimer 1904～1967)，1904年4月22日生于纽约，1925年在哈佛大学毕业，曾到英国剑桥大学和德国格廷根大学深造。1927年在格廷根获得博士学位。之后回到美国，在加利福尼亚大学及加利福尼亚理工学院讲授物理学，同时进行原子及原子核等方面的理论研究，并开始从天然铀中分离铀－235和确定生产原子弹所需铀的临界质量数。 1964年我国第一颗原子弹爆炸成功（资料图） 提问：中国的两弹一星指是什么？ 原子弹 导弹（东方系列） 人造卫星（第一个卫星叫“东方红一号”、第一个气象卫星叫“风云一号”。 氢弹不包括在两弹一星中。 核聚变的利用——氢弹 能用于热核反应的原料极其丰富，裂变的原料比较稀缺； 反应物质量相同的情况下聚变放出的能量比裂变多； 热核反应后的遗留物对环境污染小，这一点裂变无法相比。 小结 一、核裂变 １、核裂变概念； ２、铀核的裂变； ３、链式反应 二、核聚变 1 、 轻核的聚变（热核反应） 2、发生聚变的条件 3、实现的方法有: 三、受控热核反应——核聚变的利用 太阳的中心发生核聚变，放出巨大能量，太阳；这个天然的的核聚变过程已经发生了好几十亿年。 * * * 3、情感、态度与价值观 （1）激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系； （2）通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性； （3）确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。 教学重点：链式反应及其释放核能的计算；重核裂变的核反应方程式的书写。 教学难点：通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。 Manhattan Project) 美国陆军部于1942年6月开始实施的利用核裂变反应来研制原子弹的计划，亦称曼哈顿计划。为了先于纳粹德国制造出原子弹，该工程集中了当时西方国家(除纳粹德国外)最优秀的核科学家，动员了10万多人参加这一工程，历时3年，耗资20亿美元，于1945年7月16日成功地进行了世界上第一次核爆炸，并按计划制造出两颗实用的原子弹。整个工程取得圆满成功。 　　 1942年8月，奥本海姆被美国军队任命建立一个“曼哈顿计划”的实验室并担任主任。在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯建立了实验室，集中了许多杰出的科学家。在他们的共同努力下，1945年夏制成了第一批原子弹。 物理学中把重核分裂成两个较轻的核时，释放出核能的反应叫做核裂变． 一.核裂变 1.核裂变 2、铀核的裂变 （1）发现 1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变。 （2）裂变产物 多种多样 + → + + + → + + 请计算铀裂变时释放的能量 已知铀核裂变的反应： + → + + 求：（1）该核反应释放的能量 （2）平均每个核子释放的能量 △m=0.3578×10-27,E=201.2625Mev 0.8528Mev 1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t优质煤完全燃烧时释放的能量． 由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应． 使裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。 发生链式反应的条件： 铀块的质量大于临界质量，或者铀块的体积大于临界体积。 原子弹 “小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑． 在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所有的动物全部死亡． “原子弹之父” 奥本海默在核爆观测站里感到十分震惊，他想起了印度一首古诗：“漫天奇光异彩，有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争辉．我是死神，我是世界的毁灭者．” 原子弹 美国原子弹突