高中物理第十九章原子核第6节核裂变教学案新人教版选修3_5

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1、第6节核_裂_变1．核裂变：重核分裂为质量较小的核，释放出核能的反应。2．链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。3．链式反应的条件：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。一、核裂变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．链式反应的条件发生裂变物质的体积大于临界体

2、积或裂变物质的质量大于临界质量。二、核电站1．核能释放的控制通过可控制的链式反应实现核能释放的装置称为核反应堆。2．慢化剂反应堆中，为了使裂变产生的快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水。3．控制棒为了控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收中子非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。的能力很强，反应过于激烈时，可将其插入深一些，多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫做控制棒。4．能量输出核燃料裂变释放的能量使

3、反应区温度升高，水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电。5．核能发电的效益(1)一座百万千瓦级的核电站，每年只消耗30吨左右的浓缩铀，而同样功率的火电站，每年要烧煤250万吨。(2)核电技术已经成熟，在经济效益方面也跟火力发电不相上下。(3)作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量所能提供的能量，比煤、石油等所提供的能量大15倍左右，核电对环境的污染比火电小。6．核污染的处理为阻止射线对人体的伤害和放射性物质对水源、空气和工作场所造成放射性污染，在反应堆外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，核废料具有很强的放射性，需要装入

4、特制容器，深埋地下。1．自主思考——判一判(1)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。(√)(2)铀核裂变时能释放出多个中子。(√)(3)控制棒是通过吸收中子多少来控制链式反应速度的。(√)(4)核裂变释放的大量核能是通过在反应堆内外循环流动的液体传输出去的。(√)(5)核电废料难以处理，对环境的污染比火电大。(×)2．合作探究——议一议(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。(3)慢化剂的作

5、用是什么？是为了减慢裂变速度吗？提示：慢化剂的作用是使快中子减速，以便于中子与铀核作用发生链式反应，不是为了减慢裂变速度，而是为了提高中子的利用率。对铀核裂变和链式反应的分析非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。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

6、，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)铀块的体积大于临界体积。(2)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，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，9

7、9.3%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。[典例]　1938年哈恩用中子轰击铀核，发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线。下列关于这个