2013-2014学年高二物理粤教版选修3-5同步课件：第4章 第5节 裂变和聚变.ppt

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1、第五节　裂变和聚变1．知道重核的裂变反应．2．知道链式反应的发生条件，知道原子弹的原理．3．知道轻核的聚变反应，知道氢弹的原理．4．了解受控热核反应及其发展前景．人类对核物理的认识是一个漫长而又曲折的过程，大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，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．大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等．1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功．从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用

2、了两年零八个月．苏联用了4年，美国用了7年．科学是一把双刃剑，既有可怕的一面，又有可用的一面．核能已经在人类现代生活中发挥着重要的作用，核能的利用还有哪些方面，核能又如何获得呢？一、核裂变与链式反应1．比铁轻的两个________聚合成一个较重的核时，会释放出________，这种核反应叫核聚变．同样地，比铁重的________分裂成两个较轻的核时也会释放出________，这种核反应叫核裂变．2．一个原子核裂变后能引发________________的核发生裂变并且让核裂变过程自己持续下去，源源不断地将核能释放出来，这样的核反应叫链式反应．轻核能量一个核能量

3、一个或一个以上3．临界体积：能够发生链式反应的____________，叫临界体积．二、受控热核反应1．要使轻核聚变，必须使它们接近到________m，这时核力才发生作用，这要克服强大的库仑斥力，需要把它们加热到很高温度，这种反应又叫热核反应．2．热核反应产生的巨大能量在________下逐渐地释放出来并加以利用，称为受控热核反应．人工控制最小体积10－15重核裂变与链式反应重核分裂成两个较轻的核时，释放出能量的核反应称为裂变．一个原子核裂变后能引发一个或一个以上的核发生裂变并且让核裂变过程自己持续下去，源源不断地将核能释放出来，这样的核反应叫链式反应．能够

4、发生链式反应的最小体积叫临界体积．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．铀核裂变的一种典型反应．铀核裂变的产物是多样的，最典型的一种核反应方程式是：.(双选）关于铀核裂变，下列说法中正确的是()A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B．铀核裂变时可能同时释放2～3个中子C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235D．铀块的体积对产生链式反应无影响解析：铀核受到中子的轰击，会引起裂变，裂变的产物是各种各

5、样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，并放出几个中子，铀235受中子的轰击时，裂变的概率大，且可以俘获各种能量的中子而引起裂变，而铀238只有俘获能量在1MeV以上的中子时才能引起裂变，且裂变的几率小，要引起链式反应，须使铀块的体积超过临界体积，故选项B、C正确．铀235更容易发生链式反应，要多了解有关链式反应或原子弹爆炸方面的知识，以开拓自己的知识面．答案：BC课堂训练1．利用重核裂变释放核能时选铀235，主要原因是()A．它裂变放出核能比其他重核裂变放出的核能多B．它可能分裂成三部分或四部分C．它能自动裂变，与体积无关D．它比较容

6、易形成链式反应解析：铀235发生裂变时会生成2～3个中子，中子再去轰击铀核发生链式反应，但发生链式反应还必须要使铀块体积大于临界体积，所以选项A、B、C错误，选项D正确．答案：D轻核的聚变与受控热核反应比铁轻的两个轻核聚合成一个较重的核时，会释放出能量的核反应叫核聚变．当物质的温度达几百万摄氏度以上的高温时，可发生聚变，聚变反应又叫热核反应．热核反应方程：.较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大．核聚变发生的条件：(1)微观上参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即1

7、0－15m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的斥力——库仑力．(2)宏观上要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温．聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸．聚变与裂变相比有很多优点：(1)轻核聚变产能效率高，如3个氘核聚变中平均每个核子释放的能量约为铀235裂变反应的4倍．(2)地球上聚变燃料的储量丰富，如氘是聚变的一种材料，在覆盖地球表面2/3的海水中是取之不尽的；核裂变的原料较稀缺．(3)轻核聚变反应更为安全

8、、清洁．实现核聚变需要高温，一旦出现故