核裂变与核聚变 导学案 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.docxVIP

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