《重核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)》-完整版課件

重核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)核反應(yīng)電子原子核

在核物理學(xué)中，原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程，稱為核反應(yīng)．

研究表明：原子核的質(zhì)量雖然隨著原子序數(shù)的增大而增大，但是二者之間并不成正比關(guān)系，其核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)有如圖的關(guān)系：核子的平均質(zhì)量是：原子核的質(zhì)量核子數(shù)核子平均質(zhì)量核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)之間的關(guān)系

物理學(xué)中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反應(yīng)叫做裂變．把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反映叫做聚變．一、裂變〓聚變〓裂變1.核能原子核的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)放出(吸收)的能量。

在原子核的人工轉(zhuǎn)變過(guò)程中，物理學(xué)家們不但發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子，還發(fā)現(xiàn)在某些核反應(yīng)過(guò)程中能釋放出大量能量。但是如何將這些能量集中起來(lái)使用，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里困擾著科學(xué)家，直到發(fā)現(xiàn)了重核裂變現(xiàn)象。1939.12哈恩[德]發(fā)現(xiàn)：中子轟擊鈾235時(shí)能釋放出200MeV的能量。2.重核的裂變

重原子核(原子量M＞200)受到中子的轟擊分裂成兩個(gè)或兩個(gè)以上中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象，稱為重核的裂變．裂變方程：

鈾核裂變的許多可能的核反應(yīng)中的一個(gè)是：

92235u+01n→3890sr+54136xe+1001n在這個(gè)反應(yīng)中釋放的能量可以計(jì)算如下：裂變以前：U235.0439un1.0087u236.0526u裂變以后：Sr89.9077uXe135.9072u10n10.0867u235.9016u反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量減少了△m=0.1510u.反應(yīng)中釋放的能量：△E=△mc2=141兆電子伏說(shuō)明：如果1克鈾全部裂變，它放出的能量就相當(dāng)于2500噸優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時(shí)放出的化學(xué)能。1939年12月，德國(guó)物理學(xué)家哈恩和他的助手斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)，用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生了裂變。鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，一種典型的反映是裂變?yōu)殇^和氪，同時(shí)放出三個(gè)中子，其核反應(yīng)方程是：鈾核的裂變+→++裂變中釋放出巨大的能量，在上述裂變中，裂變后的總質(zhì)量小于裂變前的總質(zhì)量，質(zhì)量虧損：釋放出的能量為1kg鈾全部裂變，它放出的能量超過(guò)2000t優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時(shí)釋放的能量．(1)裂變過(guò)程中能放出巨大的能量．(2)裂變的同時(shí)能放出2～3個(gè)(或更多個(gè))中子．(3)裂變的產(chǎn)物不是唯一的．注意:裂變反應(yīng)的依據(jù)是實(shí)驗(yàn)事實(shí)，不能僅憑反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，杜撰各裂變反應(yīng)．裂變特點(diǎn)：

重核發(fā)生裂變時(shí)放出中子，如果這些中子使裂變反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去，這種反應(yīng)叫鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。3.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

鈾核裂變時(shí)，同時(shí)釋放出2～3個(gè)中子，如果這些中子再引起其他U235核裂變，就可使裂變反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去，這種反應(yīng)叫做鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

由裂變重核裂變產(chǎn)生的中子使反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過(guò)程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)使裂變物資能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量。

中子再生率:在核反應(yīng)中產(chǎn)生的中子中能引起新的核裂變的中子數(shù)量與消耗的中子數(shù)量之比。

提高中子再生率的方法:1)使用純鈾235

2)核原料的體積大于其臨界體積--能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾塊的最小體積.

3)利用減速劑使快中子變成慢中子.4.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)條件:中子再生率>11、(核)反應(yīng)堆：

(nuclear)reactor

用人式方法控制核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度并獲得核能的裝置。人類第一座核反應(yīng)堆：CP-1的“尊容”2、反應(yīng)堆的組成：核燃料棒、減速劑、控制棒、冷卻系統(tǒng)、防護(hù)層等。反應(yīng)堆核燃料棒：核心設(shè)施。濃縮鈾制成的鈾棒減速劑：石墨、重水或普通水，用于減小中子的速度控制棒：鎘，用于吸收中子，控制核反應(yīng)的快慢。3、核電站工作原理：利用反應(yīng)堆中的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡?/p>