高中物理 第4章 核能 第2讲 核裂变学案 鲁科版选修.doc

高中物理 第4章 核能 第2讲 核裂变学案 鲁科版选修.doc

ID:56685461

大小:180.00 KB

页数:9页

时间:2020-07-04

高中物理 第4章 核能 第2讲 核裂变学案 鲁科版选修.doc_第1页
高中物理 第4章 核能 第2讲 核裂变学案 鲁科版选修.doc_第2页
高中物理 第4章 核能 第2讲 核裂变学案 鲁科版选修.doc_第3页
高中物理 第4章 核能 第2讲 核裂变学案 鲁科版选修.doc_第4页
高中物理 第4章 核能 第2讲 核裂变学案 鲁科版选修.doc_第5页
资源描述:

《高中物理 第4章 核能 第2讲 核裂变学案 鲁科版选修.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、第2讲 核裂变[目标定位] 1.知道核裂变的概念以及重核裂变会释放能量.2.知道什么是链式反应以及发生的条件.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.一、重核的裂变1.定义用中子轰击重核,重核分裂成质量相近的两部分,并释放出能量的核反应过程叫做核裂变,核裂变释放的能量,称为裂变能,也称为核能或原子能.2.铀核的裂变(1)两种常见的核反应方程:U+n→Xe+Sr+2nU+n→Ba+Kr+3n(2)U裂变释放的能量是巨大的,裂变反应中每个核子释放的能量约为1_MeV.二、链式反应1.链式反应当一个中子引起一个铀核

2、的裂变后,放出2~3个中子,放出的中子再引起其他铀核裂变,且能不断地增加,形成链式反应.2.发生条件(1)有持续不断的中子.(2)达到临界体积.三、裂变反应堆1.核反应堆用人工的方法控制链式反应的速度,能维持和控制核裂变的装置,叫做核反应堆.2.组成核反应堆包括堆芯、中子反射层、控制系统和防护层等部分.其中堆芯由燃料棒、减速剂和冷却剂组成.(1)燃料:浓缩铀;(2)减速剂:铀235容易捕获慢中子发生反应,采用石墨、重水作减速剂;(3)控制棒:为了控制能量释放的速度,就要想办法减少中子的数目,采用在反应堆中插入镉棒的方法,利用镉吸收中子的特性,就可以容易地控

3、制链式反应的速度.一、对裂变概念的理解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库仑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,形成链式反应.3.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.一般来说,平均每个核子放出的能量约为1MeV,1kg铀235全部裂变放出的能量相当于2000t标准煤完全燃烧时释放的能量,裂变时能产生几万度的高温.4.

4、用中子轰击铀核时,铀核裂变的产物是多种多样的,其中两种典型的反应是:U+n―→Ba+Kr+3n;U+n―→Xe+Sr+2n.例1 关于重核的裂变,下列说法正确的是(  )A.核裂变时释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B.重核裂变时释放出大量的能量,产生明显的质量亏损,所以核子数减少C.铀核自发放出α粒子、β粒子时要释放能量,核电站利用的就是这一能量D.重核的平均结合能小于中等质量核的平均结合能,所以重核裂变成中等质量核时,要放出核能,有质量亏损答案 D解析 重核的平均结合能小于中等质量核的平均结合能,即将重核分成核子时比中等质量核分成核子时每个核子平均吸

5、收的能量小些,可见由重核裂变成两个中等质量的核要放出能量,选项D正确;铀核裂变放出的能量是原子核的核能,而不是中子具有的动能,选项A错误;裂变过程遵守质量数、电荷数守恒规律,选项B错误;衰变是自发的现象,铀核衰变后的新核仍是重核,而核电站利用的是裂变能,选项C错误.借题发挥 重核裂变的实质(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,根本原因是重核的平均结合能相比中等质量的核的平均结合能要小.所以在重核分解为两个中等质量的核的过程中

6、要释放能量,而且释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量.二、裂变反应中释放核能的计算例2一个铀235原子俘获一个中子后,裂变为氙139和锶94,同时放出三个中子.(1)写出核反应方程并计算出一个铀核裂变时释放的核能.已知mU=235.04394u,mXe=138.91844u,mSr=93.91557u,mn=1.008665u.(2)计算1kg铀完全裂变可释放出的能量,其相当于多少热值为2.93×107J/kg的煤完全燃烧时放出的热量?答案 见解析解析 计算重核裂变释放的核能,首先写出正确的裂变方程式,计算出裂变后的质量亏损Δm,然后将Δm代入爱因斯坦质

7、能方程ΔE=Δmc2,计算出裂变释放的核能.(1)核反应方程为U+n―→Xe+Sr+3n.该反应的质量亏损为Δm=(mU+mn)-(mXe+mSr+3mn)=(235.04394+1.008665)u-(138.91844+93.91557+3×1.008665)u=0.1926u,所以,一个铀核裂变释放的核能为ΔE=0.1926×931.5MeV≈179.4MeV.(2)1kg铀中含有的铀核数为N=NA=×6.02×1023=2.562×1024(个).1kg铀完全裂变共释放的能量为E=N·ΔE=2.562×1024×179.4MeV≈4.60×1026

8、MeV.相当于完全燃烧的煤的质量为m==kg≈2.51×106kg

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。