高中物理第3章原子核5核裂变教师用书教科版选修3_5

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1、5.核裂变学习目标知识脉络1.知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量．(重点)2.知道什么是链式反应．(重点)3.会计算重核裂变过程中释放出的能量．(重点)4.知道什么是核反应堆．了解常用裂变反应堆的类型．(难点)核裂变与链式反应1．核裂变重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出核能的过程．2．铀核裂变用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是U＋n―→Ba＋Kr＋3n.3．链式反应当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应．4．链

2、式反应的条件发生裂变物质的体积大于临界体积或裂变物质的质量大于临界质量．1．铀核的裂变是一种天然放射现象．(×)2．铀块的质量大于临界质量时链式反应才能不停地进行下去．(√)3．铀核裂变时能释放出多个中子．(√)1．铀核的裂变是一种天然放射现象吗？【提示】　不是．铀核在受到中子轰击后才发生裂变，不是天然放射现象，属于核反应．2．铀核裂变的核反应方程是唯一的吗？【提示】　不是．铀核裂变的生成物并不确定，所以其核反应方程不是唯一的．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

3、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．(3)常见的裂变方程①U＋n―→Xe＋Sr＋2n.②U＋n―→Ba＋Kr＋3n.2．链式反应的条件(1)有慢中子轰击．(2)铀块的体积大于临界体积，或铀块的质量大于临界质量．以上两个条件满足一个，则另一个条件自动满足．3．裂变反应的能量：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．一个铀235核裂变时释放的能量如果按200MeV估算

4、，1kg铀235全部裂变放出的能量相当于2800t标准煤完全燃烧时释放的能量，裂变时能产生几百万度的高温．4．铀的同位素中铀235比铀238更易发生链式反应在天然铀中，主要有两种同位素，99.3%的是铀238，0.7%的是铀235，中子能引起这两种铀核发生裂变，但它们和中子发生作用的情况不同．(1)铀235：俘获各种能量的中子都会发生裂变，且俘获低能量的中子发生裂变的概率大．(2)铀238：只有俘获能量大于1MeV的中子才能发生裂变，且裂变的几率小．能量低于1MeV的中子只与铀核发生弹性碰撞，不引起裂变．因此，为了使链式反应容易发生，最好利用纯铀235

5、.1．关于重核的裂变，以下说法正确的是(　　)A．核裂变释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量B．铀核裂变在自然界中会自发地产生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E．美国扔在广岛的第一颗原子弹“小男孩”是用铀235制成的，之所以不用铀238，是因其不易发生链式反应【解析】　根据重核发生裂变的条件和裂变释放能量的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程，因而释放的能量远大于其俘获中子

6、时吸收的能量；重核裂变只能发生在人为核反应中；在裂变反应中核子数是不会减少的，因此A正确，B、C错误．重核裂变为中等质量的原子核时，由于平均质量减小，必然发生质量亏损，从而释放出核能，所以D正确．铀235比铀238易于发生链式反应，可以短时间内放出巨大的核能，因此用铀235制作原子弹而不用铀238，故E正确．【答案】　ADE2．链式反应中，重核裂变时放出的可使裂变不断进行下去的粒子是________.【导学号：11010048】【解析】　重核的裂变需要中子的轰击，在链式反应中，不断放出高速的中子使裂变可以不断进行下去．【答案】　中子3．现有的核电站比较

7、广泛采用的核反应之一是：U＋n→Nd＋Zr＋3n＋8e＋ν(1)核反应方程中的ν是中微子，它不带电，质量数为零．试确定生成物锆(Zr)的电荷数与质量数；(2)已知铀(U)核的质量为235.0493u，中子质量为1.0087u，钕(Nd)核质量为142.9098u，锆核质量为89.9047u．又知1u＝1.6606×10－27kg，试计算，1kg铀235大约能产生的能量是多少？【解析】　(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

8、＋3mn)＝0.2174u.一个铀核裂变释放能量ΔE＝Δm×931.5MeV＝0.2174×9