5.4核裂變與核聚變課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性

5.4核裂變與核聚變一、新課導(dǎo)入

較重的核分裂成中等大小的核，較小的核合并成中等大小的核的過程中，都有可能釋放出能量。核電站以及原子彈、氫彈等核武器，利用的就是這些核能。在這些裝置中，核能是怎樣被轉(zhuǎn)化和使用的呢?秦山核電站原子彈1.核裂變：核裂變：重核被中子轟擊后分裂成兩個質(zhì)量差不多的新原子核，并放出中子的過程。2.一種典型的鈾核裂變我國科學(xué)家錢三強(qiáng)、何澤慧夫婦于1947年在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)鈾核也可能分裂為三部分或四部分，其概率大約是分裂為兩部分的概率的1/300和1/5000。3.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)①定義：重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程叫鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

②條件：

(1)鈾塊的體積大于或等于臨界體積。

(2)有足夠濃度的鈾235。

(3)有足夠數(shù)量的慢中子。4.裂變反應(yīng)的能量:

一個鈾235核裂變時釋放的能量如果按200MeV估算核裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積二、反應(yīng)堆與核電站1.核反應(yīng)堆：人工控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置

2.核電站屏蔽射線防止放射性污染課堂練習(xí)：2、(多選)關(guān)于核反應(yīng)堆,下列說法正確的是(

)A.鈾棒是核燃料,裂變時釋放核能B.鎘棒的作用是控制反應(yīng)堆的功率C.石墨的作用是吸收中子D.冷卻劑的作用是控制反應(yīng)堆的溫度和輸出熱能解析：

鈾棒是核燃料,故A正確;

鎘棒吸收中子,調(diào)節(jié)中子數(shù)目以控制反應(yīng)速度，故B正確;

慢中子最容易引發(fā)核裂變,石墨的作用是使中子減速,故C錯誤;

水或液態(tài)金屬鈉等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動,把反應(yīng)堆內(nèi)的

熱量傳輸出去,用于發(fā)電,同時也使反應(yīng)堆冷卻,控制溫度,故D正確。答案：ABD拓展學(xué)習(xí)原子彈

內(nèi)爆式原子彈示意圖1.核聚變的條件（熱核反應(yīng)）三、核聚變：兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)叫核聚變.核子動能足夠大核子間距小于10-15m2.核聚變的例子太陽的能量來自熱核反應(yīng)用于制造氫彈1964年中國第一顆氫彈爆炸試驗(yàn)成功3.可控核聚變的兩種方案①磁約束中國科學(xué)院的環(huán)流器裝置難點(diǎn)：地球上沒有任何容器能夠經(jīng)受熱核反應(yīng)的高溫。2023年我國全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置——東方超環(huán)創(chuàng)造了運(yùn)行403秒新的世界紀(jì)錄（1）磁約束：帶電粒子運(yùn)動時在均勻磁場中會在洛倫茲力的作用而不飛散，利用磁場約束參加反應(yīng)的物質(zhì)，目前最好的一種磁約束裝置是環(huán)流器。②慣性約束激光或X射線（2）慣性約束：聚變物質(zhì)因自身的慣性，在極短時間內(nèi)來不及擴(kuò)散就完成了核反應(yīng)，在慣性約束下，用激光從各個方向照射反應(yīng)物，使它們“擠”在一起發(fā)生反應(yīng)。4.兩種核反應(yīng)的比較核裂變：一個重核兩個質(zhì)量中等的原子核核聚變：兩個輕核一個質(zhì)量較大的核①輕核聚變產(chǎn)能效率高②燃料氘和氚儲量豐富③無廢料，更安全、清潔核聚變優(yōu)點(diǎn)：四、核能的計(jì)算課堂練習(xí)：3、一個質(zhì)子和兩個中子聚變?yōu)橐粋€氚核,已知質(zhì)子質(zhì)量mH=1.0073u,中子質(zhì)量mn=1.0087u,氚核質(zhì)量mT=3.0180u（1u相當(dāng)于931.5MeV能量）(1)寫出聚變方程;(2)釋放出的核能為多大?(3)平均每個核子釋放的能量是多大?解析：（1）聚變方程：

(2)質(zhì)量虧損Δm=mH+2mn-mT=(1.0073+2×1.0087-3.0180)u=0.0067u,釋放的