全优课堂·物理·选择性必修第三册(人教版) 课件 第5章　4 核裂变与核聚变.pptx

第五章原子核; 1.知道重核裂变的产物和链式反应发生的条件(重点).2.知道核聚变，了解受控聚变反应(重点).3.会判断和书写核裂变、核聚变方程，能计算核反应释放的能量(重难点).;课前·自主预习;1．重核的裂变

(1)核裂变：用______轰击铀核，铀核分裂成质量______的两部分，并释放出能量的核反应过程叫作核裂变．

(2)裂变能：核裂变________出的能量称为裂变能，也称核能或原子能．核裂变是释放核能的方法之一．

(3)铀核裂变的产物多种多样，其中有代表性的有：;链式反应;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________、重水或普通水作慢化剂．

(3)控制棒：为了控制能量释放的速度，就要想办法调节中子的数目，采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉___________的特性，就可以容易地控制链式反应的速度．;2．工作原理：核燃料________释放能量，使反应区温度升高．

3．能量输出：利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外_______

___，用于发电．

4．核污染的处理：在反应堆的外面需要修建很厚的________，用来屏蔽裂变反应放出的各种射线，核废料具有很强的________，需要装入特制的容器，深埋地下．;核聚变与受控热核反应;(4)应用：目前，热核反应主要用在核武器上，那就是________，需要用__________爆炸产生的高温高压引发核爆炸．

(5)太阳能：太阳的主要成分是氢，太阳中心温度可达1.5×107K，在此高温下，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着，太阳能就来自于太阳内部__________释放的核能．;2．受控热核反应

(1)聚变的优点：①轻核聚变产能效率高；②地球上聚变燃料的储量丰富；③轻核聚变更为安全、清洁，控制温度，可控制反应，而且生成的废物数量少、易处理．

(2)聚变的难点：地球上没有任何容器能够经受热核反应的高温．;(3)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________从各个方向照射反应物，使它们“???”在一起发生反应．;课堂·重难探究;1．铀核的裂变和裂变方程

(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或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．;对重核裂变的理解

例1关于重核的裂变，以下说法正确的是 ()

A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量

B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应

C．重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减少

D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能;【答案】D

【解析】根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程，其释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能量．链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积．如果体积小，中子从铀块中穿过，碰不到原子核，则链式反应不会发生．;变式1(多选)中子的发现对认识原子核内部结构是一个转折点，具有重大的理论意义，也为原子能的利用开辟了道路，可以说中子敲开了人类进入原子能时代的大门．下列核反应方程中，X1、X2、X3、X4代表中子的有 ();【答案】AD;解：(1)根据电荷数和质量数守恒，可得

Zr的电荷数Z＝92－60＋8＝40，

质量数A＝236－143－3×1＝90.

(2)方法一：质量亏损

Δm＝(mU＋mn)－(mNd＋mZr＋3mn)＝0.2174u.

一个铀核裂变释放能量

ΔE＝Δm×931.5MeV＝0.2174×931.5MeV≈202.5MeV.

方法二：Δm＝(mU＋mn)－(mNd＋mZr＋3mn)＝0.2174u＝0.2174×1.6606×10-27kg≈3.6×10-28kg，

ΔE＝Δmc2＝3.6×10-28×(3×108)2J＝3.24×10-11J.;【答案】B;1．核反应堆的组成

核反应堆由堆芯、中子反射层、控制系统和防护层等部分组成．其中控制棒用能吸收慢中子的镉或硼钢制成，以控制链式反应的速度．之所以把它叫作“堆”，是因为世界上第一个核反应堆是由石墨块(用