6.1核反应和核能剖析.ppt

* 知识回顾 原子核 电子 还记得原子结构吗？？ 天然放射现象 更小 很强 光速 高能量 电磁波 γ射线 较弱 较强 接近光速 高速 电子流 β射线 很容易 弱 1/10光速 氦原子核 α射线 电离能力 贯穿能力 速度 成分 导入新课 “小玩意儿”钚装药重6.1千克，相当于 2.2万吨TNT炸药，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。 美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤。在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多。广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53%。长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37%。 威力这么大，真是太可怕了！！ 我国第一颗原子弹 原子弹爆炸 第六章 核能与反应堆技术 核反应与核能 第1节 第2节 核裂变和裂变反应堆 第3节 核聚变和受控热核反应 第一节 核反应与核能 教学目标 1、知识与能力 知道核反应的内容，比较它与衰变的不同。 理解核反应放出核能的原因。 知道质量亏损，能根据质量亏损和质能方程计算释放的核能。 2、过程与方法 能举例解释质量亏损的原因。 能根据给出条件写核反应方程。 3、情感态度与价值观 学会联系已学知识掌握新学知识的方法。 加强对微观世界的理解。 教学重难点 1、重点 能根据给出条件写核反应方程。 能根据质量亏损和质能方程计算释放的核能。 2、难点 能根据质量亏损和质能方程计算释放的核能。 本节导航 1、核反应 2、核能 前边我们讲了，衰变是原子核的自发变化。 想一想 能不能用人工方法使原子核发生变化呢？ 答案是肯定的！！！ 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，第一次实现了原子核的人工转变（如下图）。质子最初就是这样发现的。 名词解释 在核物理学中，原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应（nuclear reaction）。 原子核的人工转变就是一种核反应，上述核反应可以用下面的核反应方程来表示： 想一想 用α粒子轰击原子核，只能发射质子吗？ 实验发现，用α粒子轰击铍原子核，实现了原子核的人工转变，并且发现了中子。这个核反应可以用下面的核反应方程式来表示： 与衰变过程一样 我们知道 原子核衰变前后的电荷数和质量数都守恒 在衰变过程中 核反应前后质量数核电荷数都守恒 在核反应中 我们知道，化学反应往往要吸热或放热，类似的，核反应也伴随着类似的变化。例如，一个中子和一个质子结合成氘核时，以γ辐射的方式放出2.2Mev的能量。核反应中放出的能量称为核能（nuclear energy）。 氘核 中子 质子 2.2MeV（γ） 想一想 核能是从哪儿来的呢? 1kg铀235燃烧释放出的原子核能相当于2500吨优质煤燃烧时放出的热量，只需几千克铀235就足够上海市24小时的耗能供应。 你知道吗？ 中子 （mn） 质子 （mp） 氘核 （m） 〓 精确的计算表明，氘核的质量比中子和质子的质量之和要小一些。 物理学家研究过质子、中子和氘核之间的关系,发现： 除此之外，经过发现，任何原子核的质量小于组成它的单个核子的质量总和，这种现象称为质量亏损（mass defect）。 那么亏损的质量去哪儿了？ 想一想 狭义相对论告诉我们，物体的能量E与质量m之间存在着密切的联系，它们之间的关系是： E=mc2 这就是著名的爱因斯坦质能方程。 爱因斯坦质能方程：E=mc2中，E表示物体的能量，m表示物体的质量，c表示真空中的光速。 物体具有的能量与它的质量成正比，物体的能量增大了，质量也增大；能量减小了，质量也减小。 上式中各量的单位：在国际单位制中，E、m、c的单位分别取J、kg和m/s。 由E=mc2 得△E=△m·c2 ，其蕴含着怎样的意义？ 想一想 △m表示物体的质量亏损，△E表示与△m相当的能量。如果物体的能量减小了△E，即向外释放△E的能量，它的质量就会亏损 △m = 。 质子的质量 mp=1.626×10-27kg 中子和质子的质量和 mn+mp=3.3475×10-27kg 氘核的质量 mp=3.3436×10-27k