2019_2020学年高中物理第4章第5节裂变和聚变教案粤教版

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1、第五节　裂变和聚变[学习目标]　1.知道核裂变和核聚变的概念，知道重核裂变和轻核聚变中能释放出巨大的能量．(重点)2.知道什么是链式反应.3.知道核聚变反应及受控热核反应.4.会计算重核裂变、轻核聚变过程中释放出的能量．(重点、难点)一、核裂变与链式反应1．核裂变重核分裂成两个较轻的核时，释放出能量，这种核反应叫做核裂变．2．链式反应为了使裂变产生的能量可以被利用，必须让一个核的裂变能够引发一个或一个以上的核发生裂变，让裂变过程自己持续下去，源源不断地将核能释放出来，这样的核反应叫做链式反应．3．典型的铀核裂变(1)U＋n→Ba＋Kr＋3n(2)U＋n→Xe＋Sr＋10n二、受控热核反应

2、1．核聚变(1)定义：两个轻核结合成质量较大的核，并释放出能量的反应．(2)举例：H＋H→He＋n＋17.6MeV.(3)条件：①轻核的距离要达到10－15_m以内．②需要加热到很高的温度，因此又叫热核反应．2．受控热核反应人工的热核反应可以通过原子弹爆炸时产生的高温来达到．氢弹就是这样制成的．如果要使巨大的热核反应能量不是以爆炸的形式释放，而是在人工控制下逐渐地释放出来并加以利用(例如发电)，这称为受控热核反应．3．优点(1)轻核聚变产能效率高．(2)地球上聚变燃料的储量丰富．(3)轻核聚变更为安全、清洁．4．约束方法磁约束和惯性约束．1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1

3、)铀核裂变时，可以放出多个中子．(√)(2)裂变物体的体积小于临界体积时，不可能发生链式反应．(√)(3)核聚变反应中平均每个核子放出的能量比裂变时小一些．(×)(4)轻核的聚变只要达到临界质量就可以发生．(×)(5)现在地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部的聚变反应．(√)2．下列属于原子核裂变的链式反应的是(　　)A．核电站发电　　　　B．天然气的形成C．石油的形成D．利用太阳能发电A　[核电站是利用原子核的链式反应发电的，A选项正确；石油和天然气的形成是复杂的过程，属于化学变化，B、C选项错误；太阳能辐射是以热传递的形式传递热量，D选项错误．]3．据《每日邮报》报道，英国一名13岁

4、的小学生近日宣布自己在学校实验室实现了核聚变．他表示用氘聚变氦的过程中检测到了中子，证明聚变成功，成为世界上实现聚变的最年轻的人．下面列出的核反应方程，属于聚变的是(　　)A.H＋H―→He＋nB.U―→Th＋HeC.N＋H―→C＋HeD.Al＋He―→P＋nA　[轻核聚变是指轻核结合成质量较大的核，并释放出核能的反应，所以由此可知A是轻核聚变，B是α衰变，C、D是原子核的人工转变，B、C、D选项错误，A选项正确．]重核裂变1.裂变的解释(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

5、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：重核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量，一般说来，平均每个核子放出的能量约为1MeV,1kg铀全部裂变放出的能量相当于2500t优质煤燃烧时释放的能量．裂变时能产生几百万度的高温．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．【例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

6、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D　[重核裂变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或等于其临界体积，如果体积小于临界体积，中子可能从铀块中穿过，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是守恒的，而核子数等于质量数，综上可知A、B、C均错．]对重核裂变的两点理解1．重核裂变是中子轰击质量数较大的原子核，使之分裂成中等质量的原子核，同时释放大量的能量，放出更多的

7、中子的过程．2．重核的裂变是放能核反应，原因是核反应前后质量有亏损，根本原因是重核的比结合能相比中等质量的核的比结合能要小．训练角度1：对重核裂变的理解1．铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是(　　)A．铀块的质量是重要因素，与体积无关B．为了使裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D．能否发生链式反应与铀块的质量无关C　[要使铀核裂变