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5.4核裂变与核聚变
【学习目标】
1.知道核裂变、链式反应的概念,会计算核裂变释放的核能.
2.了解核反应堆的工作原理,知道核电站的工作流程.
3.知道核聚变的概念、条件及受控热核反应的控制方案,会计算核聚变释放的核能.
1.发现:1938年年底,德国物理学家________和他的助手斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的实验中发现了________的裂变.
2.核裂变
(1)重核被________轰击后分裂成两块质量差不多的碎块,这类反应定名为核裂变.
(2)铀核裂变
用中子轰击铀核时,铀核发生裂变,其产物是多种多样的,其中一种典型的反应是eq\o\al(235,92)U+eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba+eq\o\al(89,36)Kr+________.
(3)链式反应
当一个中子引起一个重核裂变后,裂变释放的中子再引起其他重核裂变,且能不断继续下去,这种由重核裂变产生的中子使________反应一代一代继续下去的过程,叫作核裂变的链式反应.
(4)链式反应的条件
发生裂变物质的体积大于________或裂变物质的质量大于________.
4.了解可控热核反应及其研究和发展。
5.核裂变的能量:1kg铀235全部发生核裂变放出的能量相当于2800t标准煤完全燃烧时释放的化学能。
知识点二反应堆与核电站
1.核电站:利用核能发电,它的核心设施是________,它主要由以下几部分组成:
(1)燃料:________.
(2)慢化剂:铀235容易捕获慢中子发生反应,采用_________作慢化剂.
(3)控制棒:为了调节中子数目以控制反应速度,还需要在铀棒之间插进一些镉棒.镉________的能力很强,当反应过于激烈时,将镉棒插入深一些,让它多吸收一些中子,链式反应的速度会慢一些,这种镉棒叫作控制棒.
2.工作原理:____________释放的能量,使反应区温度升高.
3.核污染的处理:为避免射线对人体的伤害和放射性物质对水源、空气和工作场所造成的放射性污染,在反应堆的外面需要修建很厚的________,用来屏蔽________放出的各种射线,核反应堆中的核废料具有很强的________,需要装入特制的容器,深埋地下.
知识点三核聚变
1.定义:两个轻核结合成________的核,这样的核反应叫作________.
2.举例:eq\o\al(2,1)H+eq\o\al(3,1)H→________+eq\o\al(1,0)n+17.6MeV.
3.条件:轻核的距离要达到________以内.需要加热到很高的________,因此又叫________.
4.优点:第一、轻核聚变____________.第二、地球上核聚变燃料的________.第三、轻核聚变更为安全、清洁.
5.控制方法
(1)磁约束:利用磁场约束参加反应的物质,目前最好的一种磁约束装置是________.
(2)惯性约束:聚变物质因自身的惯性,在极短时间内来不及扩散就完成了核反应,在惯性约束下,用高能量密度的________________从各个方向照射反应物,使它们“挤”在一起发生反应.
例1、铀核裂变时,对于产生链式反应的重要因素,下列说法正确的是()
A.铀块的质量是重要因素,与体积无关
B.为了使铀235核裂变的链式反应容易发生,最好直接利用核裂变时产生的快中子
C.只有铀235的体积超过它的临界体积,核裂变的链式反应才能发生
D.核裂变能否发生链式反应与铀块的质量无关
例2、如图所示是慢中子核反应堆的示意图,关于该核反应堆,下列说法正确的是()
A.铀235容易吸收快中子后发生核裂变
B.快中子跟慢化剂的原子核碰撞后能量减少,变成慢中子,慢中子容易被铀235俘获而引起核裂变
C.控制棒由镉做成,当反应过于激烈时,使控制棒插入浅一些,让它少吸收一些中子,链式反应的速度就会慢一些
D.要使裂变反应更激烈,应使控制棒插入深一些,使大量快中子碰撞控制棒后变成慢中子,链式反应的速度就会快一些
例3、有四个核反应方程如下:
①eq\o\al(235,92)U+eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(95,38)Sr+eq\o\al(138,54)Xe+3X1②eq\o\al(2,1)H+X2→eq\o\al(3,2)He+eq\o\al(1,0)n
③eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th+X3④eq\o\al(24,12)Mg+eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(27,13)Al+X4下列说法正确的是()
A.①是核聚变 B.X
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