有关重核裂变和轻核聚变的教学建议.doc

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1、有关重核裂变和轻核聚变的教学建议（1）重核裂变要利用原子能，就要设法让核能释放出来•怎样才能释放核能？教学屮可以联系一些放能反应的实例进行讨论：由天然放射性元素原子核的衰变来取得原子核能行不行？例如铀238在u衰变时放出的u粒子具有4.18MeV的能量，钻60的B衰变放出的P粒子有0.32MeV能量、放出的丫光子具有l.l7MeV的能量•可见衰变过程也是释放能量的过程•可是天然衰变进行得非常缓慢（铀238的半衰期为4.49X10卩年，钻60的半衰期为5.27年），放出的功率很小，人又无法控制，实用价值不大（可用于医疗

2、、科研）.靠原子核人工转变时放出的能量行不行？比如::Be+jHeT弋C+詁+5.6MeV确实有能量放出来，但是粒子击屮原子核的机会太少了，常常是用几百万个粒子才击小一、两次，这种做法是得不偿失的•在这样讨论的基础上再提出重核裂变和链式反应，学生的印象会更深刻些.重核裂变的机制，一般可不做说明•如果有的同学问到这个问题，可做粗浅的解释，告诉他们：屮子打进铀235后，形成一个新的处于激发态的核，由于其屮核子的剧烈运动，核子间的距离增大，核力迅速减小，不足以克服质子之间的库仑斥力，核就分裂成两部分.应当告诉学生，我国物理

3、学家钱三强、何泽慧夫妇，1946年在巴黎发现了铀的三分裂和四分裂，这是我国科学家在核裂变研究屮作出的贡献.不过三分裂和四分裂现象发生得较少，它们产生的概率与二分裂现象产生的概率相比，分别为后者的千分之三和万分之三.应该让学生了解，维持链式反应要有一定的条件•如果每次裂变放出的屮子平均有一个能再度引起裂变反应，或者说代裂变屮子的总数不少于前一代的屮子数，链式反应就能维持下去•由于裂变屮放出的屮子有的可能从裂变物质屮漏失出去，有的可能被裂变物质吸收而没有产牛裂变，也有的可能被裂变物质屮所含的杂质吸收，所以链式反应未必能持

4、续地进行下去•要维持链式反应，就要减少裂变物质小的杂质，还要增大裂变物质的体积•这就引入了临界体积的概念•要让学生了解，参加裂变反应的裂变物质体积越大，屮子的漏失越少•裂变物质达到一定体积（即临界体积）吋，链式反应就可以持续下去•还可以告诉学生，跟临界体积相对应的裂变物质的质量，叫临界质量•纯铀235的临界体积（球形），直径只有4.8cm,相应的临界质量只有lkg左右.核反应堆，由于堆型的不同，临界质量可以从几kg到几百kg.核反应堆和核电站是现代科普知识，大纲屮把这些知识列为选学内容，是为了增加教学屮的机动性•教学

5、屮应尽量向学生介绍•核反应堆的教学，着重让学生了解用人工方法控制链式反应速度的原理，了解减速剂和控制棒的作用•阅读材料屮介绍的快屮子型反应堆（即增殖堆），从长远来看是很有前途的，应该指导学生阅读•这里，关于什么是快屮子、慢屮子和热小子，也可以向学生做些解释•裂变反应小放出的屮子能量在0.1至20MeV之间，平均约2MeV.在反应堆屮减速后，屮子的动能减小到跟减速剂的原子核达到热平衡，这样的屮子称为热屮子•它的能量大小与周围的温度有关•在室温下，热中子的能量约为和纠至于快中子，制旨能量超过0.两的中子，低于这个能量的称

6、为慢屮子•在反应堆的研究屮，有吋也把能量高于热屮子的全部屮子归入快中子中.结合核电站的教学，应该适当介绍世界上各发达国家以及一•些发展屮国家和地区在核能发电上取得的进展，介绍我国广东大亚湾和浙江秦山核电站的有关情况，指明发展核电以适应现代化建设事业对能源日益增长的需要，是一种必然的趋势，使同学们能够正确认识我国对发展核电建设采取的政策和措施.（2）轻核的聚变.轻核聚变可以释放能量，它的原理在核反应核能的一节己经讲过.本节教学，可联系一些实例，让学生体会核聚变的意义.例如，可以举这样的例子：H+[H+4.00MeV,f

7、H+?HT扌He+5n+17.6MeV.在这两个反应小，前一反应的材料是氟；后一反应的材料是氛和氟，而氟乂是前一反应的产物•所以氛是实现这两个反应的原始材料•只要有了氛核和适当的装置，使这两个反应能连续进行，就可从三个克核的聚变屮释放21.6兆电子伏的能量，平均每个核子释放的能量约为繆U裂变反应的4倍.而克是重水的组成成分，在覆盖地球表面

8、的3海水屮是取之不尽的。也可以讲一讲太阳上的热核反应•在太阳内部，氢核在极高温度下聚变成氮核，在这过程屮释放出28兆电子伏的能量.不过这种聚变过程，不是一次反应就能完成的，要经过几

9、次反应才能把四个氢核聚合成一个氨核•太阳正是靠这种反应以惊人的巨大功率，向宇宙空间辐射能量的•关于热核反应的实验装置，限于学生的知识水平，可不做具体介绍.■相关资源加到收藏夹添加相关资