7.神奇的核能裂变聚变.doc

原子核的裂变 （6）了解可控热核反应及其研究和发展. （7）知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景 【教学过程设计】 教师活动 学生活动 设计意图 重核裂变 （一）引入新课 美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟． 播放录影，展示原子弹爆炸的过程及原子弹爆炸后形成的惨景的片段。 激发起学生主动探求知识的欲望，从而为下一步进行教学活动奠定一个良好的基础。 面对能量源源放出的可怕景象，大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，我们这节课就来学习裂变 （二）进行新课 1．核裂变 提问：核裂变的特点是什么？ 教师总结：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。 提问：是不是所有的核裂变都能放出核能？ 学生：观看原子弹爆炸的过程，并形成裂变能放出巨大能量的初步认识。 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% ． 让学生阅读课本核裂变部分内容，分小组讨论。每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。 学生回答：重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变。 让学生阅读有关核子平均质量有补充材料。分小组讨论。每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。 学生回答：只有核子平均质量减小的核反应才能放出核能。 知识总结：不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。只有重核裂变和轻核聚变能放出大量的能量。 互相竞争，活跃课堂气氛，激活学生思维，增加学习的趣味性。 效果明显、震撼，学生被深深吸引 有利于培养学生合作式学习的能力。 2．铀核的裂变 （1）铀核的裂变的一种典型反应。 提问：铀核的裂变的产物是多样的，最典型的一种核反应方程式是什么样的？ 多媒体动画演示，链式反应的工作过程 （2）链式反应： 提问：链式反应〔chain reaction〕是怎样进行的？ 让学生阅读课本核裂变部分内容 分小组讨论 回答： 这种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，叫做核裂变的链式反应。 培养学生用自己的语言叙述问题，鼓励其大胆发言 （3）临界体积（临界质量）： 提问：什么是临界体积（临界质量）？ （4）裂变反应中的能量的计算。 裂变前的质量： kg， kg 裂变后的质量： kg，kg，kg， 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，叫做核裂变的链式反应。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。铀核裂变的产物不同，释放的能量也不同。 1千克铀全部裂变，放出的能量相当于2500吨优质煤 学生回答：通常把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。 学生计算：质量亏损： kg， J=201MeV 引导学生证明 1uc2=931.5mev 。 通过计算可知 铀核裂变释放的能量相当可观 3．例题 例题1、下列核反应中，表示核裂变的是（ ） A、 B、 C、 D、 分析：核反应中有四种不同类型的核反应，它们分别是衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变。其中衰变中有衰变、衰变等。 是衰变， 是衰变， 是人工转变，只有C选项是重核裂变。 例题2秦山核电站第一期工程装机容量为30万kW，如果1g铀235完全裂变时产生的能量为8.21010 J，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，每年要消耗多少铀235?（一年按365天计算） 学生回答： 解：表示核裂变的是C 培。 学生巩固练习 （2002年江苏综合）核反应方程式 是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为 ,a= ，以mU、mBa、mKr分别表示 核的质量，mp、mn分别表示质子和中子的质量，C为光在真空中传播的速度，则在上述核反应中放出的核能量△E= 。 学生上讲台解答： 解：核电站每天的发电量为W=Pt=3×108×24×3600 J=2.592×1013 J. 每年的发电量W总=365W=9.46×1015 J而1 g铀完全裂变时产生的能量为 8.2×1010 J. 所以，每年消耗的铀的量为 培养学生的扩散性思维，培养学生推理及公式演算的能力。注意速度单位的换算，运算过程中带单位运算。 聚 变