3-5第5章5.2裂变及应用.ppt

热点示例创新拓展 关于核电站中核能的计算 [经典案例]　(10分)在其他能源中，核能具有能量密 度大，地区适应性强的优势．在核电站中，核反应 堆释放的核能被转化为电能．核反应堆的工作原理 是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核 能． 【审题指导】　根据裂变反应遵循电荷数和 质量数守恒可确定X和a，再由ΔE＝Δmc2求 裂变释放的核能，注意此结果只是一个铀核 裂变时释放的. 【答案】　(1)中子　3　[mU－(mBa＋mKr＋ 2mn)]c2 (2)1105 kg 【误区警示】　解此类题目要注意各物理量间 的过渡换算，还要注意原子核数目的运算，且 ΔE为一个重核裂变释放的能量，如果不注意这 些此题就很难解决． 知能演练轻松闯关 本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放 栏目导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 知能演练 轻松闯关 热点示例 创新拓展 第5章　核能与社会 5．2　裂变及其应用 目标导航 1.知道重核裂变能放出能量，并能计算核能的变化． (重点和难点) 2．了解铀核的裂变特点，知道链式反应．(重点) 3．了解裂变反应堆的结构、类型及核电站的工作原 理． 新知初探自学导引 一、铀核的裂变 1.定义：重核裂变是用中子轰击铀核时发现的， 中子轰击铀—235核，使该核变成处于激发态的 复核，并分裂成两块质量差不多的新原子核， 同时放出几个中子，称为________核反应． 2.铀核裂变 用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，铀核裂 变的产物是多种多样的，其中一种典型的反应 裂变 是 二、链式反应及其条件 1.链式反应：铀核裂变时，通常会放出2到3个 中子，这些中子可以作为新的“炮弹”轰击 其他的铀核，使裂变反应不断地进行下去， 这种反应叫做核裂变的链式反应． 2.临界体积：能够使铀块发生链式反应的最小 体积(或对应的最小质量)称为临界体积(或临 界质量)． 3.链式反应的条件：发生裂变物质的体积大 于等于_____________或裂变物质的质量大 于等于_______________． 想一想 1．为什么发生链式反应的铀块必须具有一 定的体积？ 临界体积 临界质量 提示：235U被中子碰撞后发生裂变，裂变时 又生成2～3个中子，若铀块的体积不够大， 生成的中子从铀块中通过时可能还没有碰到 铀核就跑到铀块外面去了，所以发生链式反 应时铀块的体积必须大于临界体积． 　　 三、裂变反应堆 1.裂变反应堆的基本构造 (1)裂变材料(核燃料)：____________． (2)慢化剂(减速剂)：通常用________、 _________或___________． (3)控制棒：用镉或硼钢制成，用来吸收减速 后的___________，控制反应强度． (4)反射层：一般用石墨做材料． 浓缩铀 石墨 重水 普通水 中子 (5)热交换器：核反应堆中释放的能量大部分 转化为热能，利用水循环，产生高温高压的蒸 汽，从而推动蒸汽轮机，带动发电机发电． (6)防护层：由金属套、防止中子外逸的水层以及1～2 m厚的钢筋混凝土构成，可有效地防 止射线对人体及其他生物体的侵害． 2.列变反应堆的常见类型 ___________，高温气冷堆，快中子增殖反 应堆． 3.核电站的工作模式 以_____________为能源，用它产生 _______________，取代发电厂的锅炉，从 而进行发电． 重水堆 核反应堆 高压蒸汽 想一想 2．在利用重核裂变制成的原子弹中，需不需要 用镉制成的控制棒，为什么？ 提示：不需要．镉有吸收中子的特性，吸收减速 后的中子，可以控制能量释放的速度，而原子弹 需要在极短的时间内释放大量核能，发生猛烈爆 炸，不需要控制速度，故不需要镉棒． 要点探究讲练互动 铀核裂变及链式反应 学案导引 1.如何解释重核的裂变？ 2.铀核裂变的条件是什么？ 3.怎样计算铀核裂变过程中释放的能量？ 1.发现：1938年12月，德国物理学家哈恩与 斯特拉斯曼利用中子轰击铀核时，发现了铀 核的裂变，向核能的利用迈出了第一步． 2.裂变的解释 (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． (3)能量：重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铀全部裂变放 出的能量相当于2500 t优质煤燃烧时释放的能量，裂变时能产生几万度的高温． 3.铀核裂变的条件 (1)