高中物理 第四章 原子核 4.6 核能利用教案 粤教版选修3-5.doc

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1、4.6核能利用课堂互动三点剖析对核反应堆的理解在核电站中，核反应堆是热源，如图4-6-1为简化的核反应堆的示意图：图4-6-2铀棒是燃料，由天然铀或浓缩铀（铀235的含量占2%—4%）制成，石墨（重水）为减速剂，使反应生成的快速中子变为慢中子，便于铀235吸收，发生裂变，减速剂附在铀棒周围.镉棒的作用是吸收中子，控制反应速度，所以也叫控制棒，控制棒插入深些，吸收中子多，反应速度变慢，插浅一些，吸收中子少，反应速度加快，采用电子仪器自动地调节控制棒的升降，就能使反应堆安全正常地工作.核反应释放的能量大部分转化为内能，这时通过水、液态钠或

2、二氧化碳作冷却剂，在反应堆内外循环流动，把内能传输出去，用于推动蒸汽机，使发电机发电.发生裂变反应时，会产生一些有危险的放射性物质，很厚的混凝土防护层可以防止辐射线射到外面.各个击破【例题】核反应堆的燃料是_____________，石墨、重水等作为_____________使裂变时产生的中子速度减小，易于被铀核吸收；用镉棒_____________以控制核反应的_____________，再用水等流体在反应堆内外循环流动传输反应中产生的热量.解析：在核反应堆中的核燃料是铀235，用石墨、重水等作减速剂，用镉棒来吸收中子，以控制反应速

3、度.答案：铀235减速剂吸收中子速度类题演练1每昼夜消耗220g铀235的原子能发电站，如果效率为25%，它能产生的电功率为多大？（每个铀核裂变时放出的能量是200MeV）解析：一昼夜消耗的铀所产生的核能ΔE=200××6.02×1023J电功率P==5.2×107W答案：5.2×107W类题演练2试求在氢弹中当合成1kg的氦时所释放出的能量.（氘核21H的质量为2.0136u,氚核的质量为3.0166u,氦核的质量为4.0026u,中子的质量为1.0087u）解析：设弹壳内装的是氘和氚轻元素，它们在高温下聚变生成氦，核聚变方程为++

4、.当一个氘核与一个氚核发生反应时放出的能量为ΔE=Δm·c2=（2.0136+3.0166-4.0026-1.0087）×931.5MeV=17.6MeV.1kg氦（）中所含的原子核数目为N=nNA=×6.02×1023=1.5×1026个.这样合成1kg氦核时所放出的总能量为E=N·ΔE=1.5×1026×17.6MeV=2.64×1027MeV.答案：在氢弹中合成1kg的氦所释放出的能量为2.64×1027MeV.