核裂變教學(xué)講解課件

第三章：原子核第5節(jié)：核裂變1.第三章：原子核第5節(jié)：核裂變1.

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，釋放出核能的反應(yīng)叫做聚變。〓聚變〓裂變一、裂變2.物理學(xué)中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，有時(shí)裂變?yōu)殡╔e)和鍶(Sr),有時(shí)裂變?yōu)殇^（Ba）和氪（Kr）或者銻（Sb）和鈮（Nb），同時(shí)放出2～3個(gè)中子。鈾核還可能分裂成三部分或四部分，不過這種情形比較少見。三分裂和四分裂現(xiàn)象產(chǎn)生的幾率為二分裂現(xiàn)象產(chǎn)生的幾率的千分之三3.鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，有時(shí)裂變?yōu)殡╔e1947年，錢三強(qiáng)和何澤慧夫婦宣布了他們發(fā)現(xiàn)鈾核的三分裂和四分裂。

這立即在科學(xué)界和社會公眾引起了重視。法國科學(xué)院將亨利?德巴維獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了錢三強(qiáng)。不久，西方各國報(bào)刊相繼刊登了錢氏夫婦的重要發(fā)現(xiàn)。

他們稱錢三強(qiáng)和何澤慧為“中國的居里夫婦”。4.1947年，錢三強(qiáng)和何澤慧夫婦宣布了他們發(fā)現(xiàn)鈾核的三分裂和四1939年12月，德國物理學(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，一種典型的反應(yīng)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：+→++

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：鈾核的裂變釋放出的能量為5.1939年12月，德國物理學(xué)家哈恩和他的助手斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)，說明：如果1千克鈾235全部裂變，它放出的能量就相當(dāng)于2800噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒時(shí)放出的化學(xué)能。反應(yīng)中釋放的能量：△E=△mc2=201MeV6.說明：如果1千克鈾235全部裂變，它放出的能量就相當(dāng)于280

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235U核裂變，就可使裂變反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去。這種由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

使裂變物質(zhì)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。7.鈾核裂變時(shí)，同時(shí)釋放出2～3個(gè)中子，如果這些中子再例1.一個(gè)鈾235原子俘獲一個(gè)中子后，裂變?yōu)殡?39和鍶94，同時(shí)放出三個(gè)中子．(1)寫出核反應(yīng)方程并計(jì)算出一個(gè)鈾核裂變時(shí)釋放的核能．已知mU＝235.04394u，mXe＝138.91844u，mSr＝93.91557u，mn＝1.008665u.(2)計(jì)算1kg鈾完全裂變釋放出的能量，其相當(dāng)于多少熱值為2.93×107J/kg的煤完全燃燒時(shí)放出的熱量？解（1）核反應(yīng)方程為：質(zhì)量虧損為：一個(gè)鈾核裂變時(shí)釋放的核能（2）1kg鈾中含有的鈾核個(gè)數(shù)（個(gè)）煤的質(zhì)量為：8.例1.一個(gè)鈾235原子俘獲一個(gè)中子后，裂變?yōu)殡?39和鍶9原子彈9.原子彈9.“小玩意兒”钚裝藥重6.1千克，TNT當(dāng)量2.2萬噸，試驗(yàn)中產(chǎn)生了上千萬度的高溫和數(shù)百億個(gè)大氣壓，致使一座30米高的鐵塔被熔化為氣體，并在地面上形成一個(gè)巨大的彈坑．中國第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖10.“小玩意兒”钚裝藥重6.1千克，TNT當(dāng)量2.2萬噸，試驗(yàn)中

在半徑為400米的范圍內(nèi)，沙石被熔化成了黃綠色的玻璃狀物質(zhì)，半徑為1600米的范圍內(nèi)，所有的動(dòng)物全部死亡?！霸訌椫浮眾W本海默在核爆觀測站里感到十分震驚，他想起了印度一首古詩：“漫天奇光異彩，有如圣靈逞威，只有一千個(gè)太陽，才能與其爭輝．我是死神，我是世界的毀滅者?！?945年，第一顆原子彈爆炸成功11.在半徑為400米的范圍內(nèi)，沙石被熔化成了黃綠色的玻

美國原子彈突襲廣島和長崎造成了巨大的毀傷．在長崎投擲的原子彈爆炸后形成的蘑菇狀云團(tuán)，爆炸產(chǎn)生的氣流、煙塵直沖云天，高達(dá)12英里多．廣島市區(qū)80%的建筑化為灰燼，64000人喪生，72000人受傷，傷亡總?cè)藬?shù)占全市總?cè)丝诘?3%．長崎市60%的建筑物被摧毀，傷亡86000人，占全市37%。12.美國原子彈突襲廣島和長崎造成了巨大的毀傷．在長崎投擲的原水泥防護(hù)層控制棒——鎘棒燃料棒—鈾棒慢化劑鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的應(yīng)用——

核電站慢中子反應(yīng)堆三、核電站——核能的可控釋放（1）主要組成：核電站的核心設(shè)施是核反應(yīng)堆13.水泥防護(hù)層控制棒——鎘棒燃料棒—鈾棒慢化劑鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的應(yīng)用——14.14.（2）核電站發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)(1)消耗的核燃料少，一座百萬千瓦級的核電站，一年只消耗濃縮鈾30t左右，而同樣功率的火電站每年要消耗250萬噸優(yōu)質(zhì)煤．(2)作為核燃料的鈾、釷等在地球上可采儲量大．(3)對環(huán)境的污染要比火力發(fā)電?。?/p>

15.（2）核電站發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)15.核能----解決能源危機(jī)的根本途徑核發(fā)電量占總發(fā)電比例最多的10個(gè)國家是：法國75%

立陶宛73.1%

比利時(shí)57.7%

保加利亞47.1%

斯洛伐克47%

瑞典46.8%

烏克蘭43.8%

韓國42.8%

匈牙利38.3%

亞美尼亞36.4%

16.核能----解決能源危機(jī)的根本途徑

16.17.17.18.18.（１）核爆炸瞬時(shí)效應(yīng)防護(hù)。對核襲擊的防護(hù)大致可分為兩大類。①利用工事進(jìn)行掩蔽②在開闊地面上的人員，當(dāng)發(fā)現(xiàn)核爆閃光時(shí)，立即背向爆心臥倒，可減輕傷害。（２）放射性沾染防護(hù)。①避開在沾染區(qū)或高照射量率的地區(qū)行動(dòng)③人員通過沾染區(qū)時(shí)盡量乘坐車輛，在沾染區(qū)作業(yè)時(shí)要盡量縮短時(shí)間②及時(shí)穿戴個(gè)人防護(hù)器材，防止人體受沾染④進(jìn)入沾染區(qū)執(zhí)行任務(wù)的人員，可服用抗輻射藥，以減少放射性物質(zhì)在人體內(nèi)的存留核防護(hù)19.（１）核爆炸瞬時(shí)效應(yīng)防護(hù)。對核襲擊的防護(hù)大致可分為兩大類。A核電站的核心是核反應(yīng)堆，對反應(yīng)堆的原理和組成應(yīng)記牢是解好此類題目的核心．例2、原子反應(yīng)堆是實(shí)現(xiàn)可控制的重核裂變的一種裝置，它主要由四部分組成(

)．A．原子燃料、減速劑、冷卻系統(tǒng)、控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)B．原子燃料、減速劑、發(fā)熱系統(tǒng)、傳熱系統(tǒng)C．原子燃料、減速劑、碰撞系統(tǒng)、傳熱系統(tǒng)D．原子燃料、中子源、原子能儲存系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)20.A核電站的核心是核反應(yīng)堆，對反應(yīng)堆的原理和組成應(yīng)記牢是解好此課堂練習(xí)C1.現(xiàn)已建成的核電站的能量來自于()A.天然放射性元素衰變放出的能量B.人工放射性同位素放出的能量C.重核裂變放出的能量D.化學(xué)反應(yīng)放出的能量重核在裂變時(shí)發(fā)生質(zhì)量虧損，釋放出大量的核能，目前建成的核電站一般都是利用重核的裂變21.課堂練習(xí)C1.現(xiàn)已建成的核電站的能量來自于()2.一個(gè)鈾235吸收一個(gè)中子后發(fā)生的核方程反應(yīng)式是：()放出的能量為E鈾核的質(zhì)量為M，中子的質(zhì)量為m，氙核的質(zhì)量m1，鍶核的質(zhì)量為m2，真空中光速為c，則釋放的能量E為：A.（M

－m1

－m2)c2B.（M+m－m1

－m2)c2C.（M

－

9m－m1

－m2)c2D（M+9m－m1