鲁科版高中物理选修3-5第4章第2节核裂变学案

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1、第2节核裂变课标解读重点难点1.知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨人的能量.2.知道什么是链式反应.3.会计算重核裂变过程中释放出的能量.4.知道什么是核反应堆.了解常用裂变反应堆的类型.1.链式反应及其释放能量的计算.連点)2.重核裂变矗核反应方程式的书写.(重点)3.链式反应及重核裂变的理解.(难点)课前自主学习知识点1:重核的裂变1.基本知识⑴定义重核分裂为质量较小的核,释放出能量的反应.(2)条件中子轰击铀核,一般分裂为质量差不多的两块.(3)裂变能核裂变释放的能量,也称核能或原子能.(4)链式反应当一个中子引

2、起一个铀核的裂变后，放出中子，放出的屮子再引起其他铀核裂变，且能不断的继续下去，称为链式反应.(5)反应产物囁U裂变的产物多种多样，其中有代表性的有in+2^U->Hsr+^Xe+2jn站+彳盘U-*嘰Ba+醫垃+3$n.(6)临界体积能够发牛•链式反应的铀块的屋小体积.2.思考判断(1)原子核释放粒子的过程也是核裂变的过程.(X)(2)用中了轰击重核使Z分裂实现核裂变.(丿)(3)利用不可控的快中子轰击超过临界体积的蚀块产牛链式反应制成原子弹.(J)3.探究交流重核裂变反应是否满足电荷数守恒？是否满足质量数守恒？【提示】重核

3、裂变反应属于核反应，满足电荷数守恒，质量数守恒.知识点2：裂变反应堆1.基本知识(1)核反应堆：能纟隹持和控制核裂变的装置.(2)核反应堆的构成：竝、中子反射层、控制系统和防护层等部分.①堆芯：由燃料棒、减速剂和冷却剂组成.②小子反射层：反射核裂变中产生的匹,使其进一步参加链式反应.③控制棒：用能吸收慢中子的镉或硼钢制成,以控制链式反应的速度.2.思考判断(1)核反应堆可以人工控制核反应速度.(J)(2)减速剂的作用使快中子减速变成慢中了.(J)(3)链式反应一旦形成无法进行人工控制.(X)3.探究交流核反应堆中的防护层的构造

4、和作用是什么？【提示】核反应堆中的防护层一般由金属套、防止中子外逸的水层以及1m~2m厚的钢筋混凝土构成，可以有效地防止射线对人体及其他生命的侵害.课堂探究学习探究1:铀核的裂变及链式反应【问题导思】1.什么是裂变反应？2.发牛链式反应的条件是什么？1.铀核的裂变（1）两种典型的裂变反应：囁U+（；nf哄Ba+益Kr+3：n2盘U+$nf器Sr+£；Xe+2$n（2尸益U核裂变释放的能量是巨大的，平均结合能是7.5MeV.而中等质量的核的平均结合能是8.5MeV,裂变反应中每个核了释放的能量约1MeV.2.裂变的解释（1）核了

5、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）核了分裂：核了间的距离增大，因而核力迅速减弱，使得原了核由于质了间的斥力作用而分裂成儿块，同时放出2〜3个屮子，这些屮子乂引起其他铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核能.3.链式反应的条件铀块的体积等于或大于临界体积（铀块的质量等于或大于临界质量）.例题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吋得到的能量B.中了从铀块中通过时，一定发生链式反应C.重核裂变释放出大

6、量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小D.重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能【解析】扌艮据重核发生裂变的条件和裂变释放核能的原理分析可知，裂变时因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.释放的能量是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.在裂变反应中质量数、电荷数均守恒；即核子数守恒，所以核子数是不会减小的，因此选项A、B、C均错；重核裂变为中等质量的原子核时，发生质量亏损，从而释

7、放出核能，故选D.【答案】D练习1.铀是常用的一种核燃料，若它的原了核发生了如下的裂变反应：2盘U+a+〃十2（）n则a+b口J能是（）A.'^Xe+^KrB.嘰Ba+器KrC.'^Ba+^SrD.^Xe+^Sr【解析】利用质量数守恒和电荷数守恒可以判断出可能的核反应方程.选项A不满足电荷数守恒也不满足质量数守恒，选项C不满足电荷数守恒；选项B不满足质量数守恒；只有选项D正确.【答案】D探究2：裂变反应堆的认识【问题导思】1.裂变核反应堆由哪几部分组成？2.原子弹的反应和核反应堆的反应一•样吗？3.为什么用重水和石墨作为减速材

8、料？1.核反应堆的组成核反应堆由堆芯、屮子反射层、控制系统和防护层等部分组成.其小控制棒用能吸收慢中子的镉或硼钢制成，以控制链式反应的速度.之所以把它叫做“堆”，是因为世界上第一个核反应堆是用石墨块（用以控制反应速度）和金属铀块（反应燃料）一层一层交替地“堆”起來而构成的.1