高中物理第十九章原子核第6节核裂变学案新人教版选修3_5

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1、6　核裂变课堂合作探究问题导学一、核裂变活动与探究11．重核的裂变能够自发地进行吗？2．发生链式反应的条件是什么？迁移与应用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

2、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2～3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。3．能量：铀核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量。一般来说，平均每个核子放出的能量约为1MeV,1kg铀235全部裂变放出的能量相当于2800t优质煤燃烧时释放的能量，裂变时能产生几万度的高温。二、核电站活动与探究21．快中子增殖反应堆，简称“快堆”，是获取核能的

3、一种技术。快堆不用铀235，而用钚239作燃料，不过在堆心燃料钚239的外围再生区里放置铀238。钚239产生裂变反应时放出来的快中子，被装在外围再生区的铀238吸收，变为铀239，铀239经过两次β衰变后转化为钚239。在大型快堆中，平均每10个钚239原子核裂变可使12至14个铀238转变成钚239。这样，钚239裂变，在产生能量的同时，又不断地将铀238变成可用燃料钚239，而且再生速度高于消耗速度，核燃料越烧越多，快速增殖，所以这种反应堆又称“快速增殖堆”。快中子增殖反应堆目前还处在研制阶段。2

4、011年7月21日10时，我国第一个由快中子引起核裂变反应的中国实验快堆成功实现并网发电。如图为该快堆外景。中国实验快堆外景已知铀238为92号元素，试写出上述材料中涉及的几个核反应方程。（钚元素：Pu）2．衰变反应为放热反应，为什么核电站中反应堆采用核裂变放能，而不采用衰变放能？3．原子弹内还需要镉棒吗？迁移与应用2一个铀235原子俘获一个中子后，裂变为氙139和锶94，同时放出三个中子，写出核反应方程并算出一个铀核裂变时释放的核能。已知mU＝235.04394u，mXe＝138.91844u，mSr

5、＝93.91557u，mn＝1.008665u,1u相当于931.5MeV。1．核电站的核心设施是核反应堆，反应堆用的核燃料是浓缩铀235，它的主要部件列表如下：部件名称慢化剂控制棒热循环介质保护层采用的材料石墨、重水或普通水（也叫轻水）镉水或液态钠很厚的水泥外壳作用降低中子速度，便于铀235吸收吸收中子，控制反应速度把反应堆内的热量传输出去屏蔽射线，防止放射性污染2．裂变方程的书写及裂变核能的计算（1）根据质量数和核电荷数守恒，写出裂变方程。（2）计算出裂变前后质量亏损Δm。（3）根据质能方程ΔE＝Δ

6、mc2计算出裂变释放的核能。注意裂变产物不能随便捏造。当堂检测1．下列核反应中，表示核裂变的是（　　）A．U―→Th＋HeB．C―→N＋eC．U＋n―→Ba＋Kr＋3nD．Be＋He―→C＋n2．关于裂变反应，下列说法中正确的是（　　）A．用中子轰击铀核发生裂变，其一定分裂为质量差不多的两部分B．铀核裂变为中等质量的原子核一定释放能量C．铀核发生裂变时可能分裂成二、三或四部分D．所有重核元素用中子轰击均能发生裂变反应3．利用重核裂变释放核能时选用铀235，主要因为（　　）A．它比较容易发生链式反应B．能

7、自动裂变，与体积无关C．铀核比较容易分裂成为三部分或四部分，因而放出更多的核能D．铀235价格比较便宜，而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多4．U吸收一个慢中子后，分裂成Xe和Sr，还放出（　　）A．1个α粒子B．3个中子C．10个中子D．10个质子5．一个铀235原子核完全裂变时放出的能量约为200MeV。试计算1kg铀完全裂变时能释放出多少能量。它相当于燃烧多少煤释放的能量？（煤的燃烧值为2.94×104J/g）答案：课堂·合作探究【问题导学】活动与探究1：1．答案：重核的裂变不能自

8、发地进行，只能发生在人工控制的核反应中，只有达到链式反应所需要的条件时，才会发生核反应。2．答案：（1）铀块达到临界体积；（2）要有持续不断的中子源。迁移与应用1：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，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反应就不会发生