12-4原子核能技术

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1、12-4原子核能技术一、教学目的：1．了解天然放射性，知道三种射线的特点。2．知道几种粒子的发现实验核反应方程式3．掌握典型重核裂变反应方程式4．掌握典型轻核聚变方程式二、教学重点、难点：重点：三种粒子核反应方程式裂变聚变难点：核反应方程式三、教学仪器：多媒体四、教学建议：多媒体教学（一）引入新课在第二次世界大战中，美国向日本的广岛和长崎投下了两颗震撼全世界的原子弹，从此，人们开始认识到核反应的巨大能量。（二）引出新课内容1．天然放射性（1）天然放射性物质能自发地放射出射线的性质，叫做天然放射性。具有天然放

2、射性的元素叫做放射性元素，像铀、钋、镭等都具有放射性，都是放射性元素。（2）放射性元素发出的三种射线如图所示，放射性元素发出的射线，在垂直穿过真空磁场时分成三束：中间一束是不带电的，另两束分别带正负电荷，这三种射线分别是a，b，g射线。（3）三种射线性质①α射线：由氦原子核（即α粒子）组成的粒子流，其电离作用强，贯穿本领小。②β射线：高速电子流（即β粒子），其电离作用弱，贯穿本领大。③γ射线：波长极短的电磁波（即光子），其电离作用较弱，贯穿本领稍大。2．放射性元素的衰变（1）原子核的衰变放射性元素的原子核，

3、在自发地放出射线后就转变为另一种原子核的变化，叫做原子核的衰变。在衰变中电荷数和质量数都是守恒的（2）α衰变放出α粒子的衰变，叫α衰变。　（3）β衰变放出β粒子的衰变，叫β衰变。（4）放射性元素的原子核在发生α衰变或β衰变时产生的新核有的具有过多的能量，这时它就会辐射γ射线。3．原子核的人工转变（1）卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验①用化学反应、加温、加压或加电磁场的方法，都无法改变原子核。卢瑟福用镭放射出的α粒子当“炮弹”去轰击氮原子核，第一次使原子核人为地发生转变。②用α粒子轰击其他元素，也发现有质子被

4、驱逐出来，由此可知质子是原子核的组成部分。③原子核发生转变的现象叫做核反应。用人为的方法使原子核发生了转变，这样的过程称为人工核反应。（2）核反应方程式①核反应常用核反应方程式来表示。用表示原子核，其中X表示某元素，A表示原子核的质量数，Z表示核电荷数。例如，铀核用表示，则铀核的核电荷数为92，质量数为238核反应前后的质量数和核电荷数都是守恒的。②用α粒子轰击氮原子核的核反应方程式：③用a粒子轰击铍核生成中子的核反应方程是：4．重核裂变铀核（重核）受到中子的轰击后，分裂成两个质量相近的中等质量的核，同时还

5、放出两个或三个中子。伴随着铀核的裂变，将有大量的能量放出。裂变的优缺点:优点：①释放能量大②反应可持续进行③可控④方便缺点：①产物具有放射性②放射性泄漏的危险③资源不足5．轻核聚变氚核（轻核）轻核在一定条件下聚合成较重的原子核而释放能量的过程聚变的优点：①释放能量大②资源丰富③安全、污染小6．核能的应用（1）原子弹1Kg铀－235的快速链式反应释放出的核能，其爆炸当量相当于几百万吨TNT炸药。还相当于2千吨优质煤完全燃烧释放出的能量（2）氢弹在原子弹内放入氘和氚，利用原子弹爆炸时产生超高温，使氘和氚发生热核

6、反应，在极短时间内释放出更多的核能。氢弹就是根据这个道理制成的，它的杀伤力比原子弹更大。如图所示，是1967年6月我国第1颗氢弹爆炸时的照片。（3）核电站核能是一种高效、洁净和安全的新型能源。20世纪初科学的新发现，使人们对物质结构有了深入认识。我们知道，重核裂变或轻核聚变时，都会释放出能量。由于科学技术的进步，我们有可能利用这种能源。核电在世界上的应用已经有25年的历史了，目前约有430座反应堆在30个国家用于核电生产，提供了世界约20％的电能。在法国，75％的电力来自核能，日本和德国是30％，美国是16

7、％。我国核电刚刚起步，发电量仅为发电总量的1.5％。作为经济快速增长的发展中国家，我国对能源的需求不断提高，大力开发核能是解决我国能源紧张和能源分布不平衡难题的有效途径，因此，我国核能的发展有很大的空间。据专家预测，到2050年，我国核电可能将占总发电量的10％至20％。表一核能是高效的能源60m2阳光·小时1kW1kg煤3kWh1kg汽油4kWh1kg天然铀(0.75%U235)5X104kWh1kgPu239(由U238转换)6X106kWh表二核能是排放废物总量很少的能源1Gwe煤电站年排放1Gwe核

8、电站年排放SO217000吨核废燃料35吨NOx4500吨（其中高放射性废物）80千克CO2650万吨粉尘1300吨灰粉28万吨五、小结：1．利用元素的放射性，人类已成功的合成元素2．热核反应能放出高能量。人类正逐步利用这一能量。六、作业布置：1．查阅相关资料，我国的两大核电站名称、总装机量、年发电量等。2．请用资料说明核武器的危害。七、教学建议：1．可播放广岛、长崎原子弹爆炸视频。2．用多媒体演示α粒子散射实验