2015-2016学年度物理选修3-5(金版学案)(粤教版)第四章第5节裂变和聚变.ppt

第五节　裂变和聚变 第四章 原子核 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 学 习 目 标 1．知道什么是核裂变． 2．知道链式反应，并能计算核裂变释放的核能． 3．掌握核聚变的定义及发生条件． 4．能计算核聚变释放的能量． 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 核裂变与链式反应 (1)铀核裂变是如何发生的？ (2)铀核裂变在自然界中能自发进行吗？ 提示：(1)铀核的裂变 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． 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 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2～3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变反应一代接一代继续下去，形成链式反应． (2)重核的裂变只能发生在人为控制的核反应中，自然界不会自发地发生．铀核裂变不会自发地进行，要使铀核裂变，首先要利用中子轰击铀核，使铀核分裂，分裂产生更多的中子，这些中子继续与其他铀核发生反应，再引起新的裂变，这样就形成了链式反应． 目标篇 预习篇 考点篇 1．核裂变． (1)概念：较重的一个核分裂成两个较轻的核时，会释放出能量，这种核反应叫做核裂变． (2)铀核裂变分析：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2～3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． 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 ③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．一般说来，平均每个核子放出的能量约为1 MeV，1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t优质煤燃烧时释放的能量． (3)铀235和铀238的比较． 在天然铀中，99.3%的是 ，0.7%的是 ，虽然中子都能引起这两种铀核发生裂变，但它们和中子作用的情况明显不同． ① 俘获各种能量的中子都会发生裂变，且俘获低能量的中子发生裂变的概率大． 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 ② 只有在俘获的中子的能量大于1 MeV时才能发生核反应，且裂变的几率较小．对于低于1 MeV的中子只与铀核发生弹性碰撞，不能引起核反应． 2．链式反应． (1)定义：发生裂变时，为了让核裂变过程自己持续下去，源源不断地将核能释放出来，这样的核反应叫做链式反应． (2)示意图：如图所示 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 3．链式反应发生的条件． (1)铀块的体积大于临界体积．体积超过临界体积时，保证中子能够碰到铀核． (2)有足够浓度的铀235. (3)有足够数量的慢中子． 4．注意． (1)重核的裂变只能发生在人为控制的核反应中，自然界不会自发地产生．如铀核裂变不能自发地进行，要使铀核裂变，首先要利用中子轰击铀核，使铀核分裂． (2)重核裂变反应速度很快，不加控制的话，能量在很短的瞬间急剧释放．如果采用其他方法对反应速度加以控制就可以和平地利用这种巨大的核能．核电站就是可控的链式反应． 　 关于重核的裂变，下列说法正确的是(　　) A．核裂变时释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B．重核裂变时释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少 C．铀核自发放出α粒子、β粒子时要释放能量，核电站利用的就是这一能量 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 D．重核的比结合能小于中等质量核的比结合能，所以重核裂变成中等质量核时，要放出核能，有质量亏损 解析：核电站利用的是裂变链式反应所放出的核能．原子核的衰变以及人工核反应也要释放核能，但天然衰变进行得非常缓慢，放出的能量也很小，且人工无法控制，实用价值不大，原子核的人工转变也放出能量，但作为“炮弹”的粒子击中原子核的机会太少，这种做法得不偿失．所以核能的获取主要是通过裂变或聚变的途径．比结合能是核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量，或原子核拆解成单个核子时每个核子平均吸收的能量． 重核的比结合能小于中等质量核的比结合能，即将重核分成核子时比中等质量核分成核子时每个核子平均吸收的能量小些，可见由重核裂变成两个中等质量的核要放出能量，选项D正确．铀核裂变