核裂变

成才之路·物理路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·选修3-5第十九章　原子核成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5原子核第十九章第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5第六节　核裂变第十九章第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5 ※ 知道什么是裂变 ※ 了解铀核的裂变特点 ※ 知道重核裂变能放出能量，知道链式反应 ※ 了解核电站的工作原理第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5核能作为一种新型能源，在人类的发展过程中所起的作用越来越重要。核反应堆中发生着怎样的核反应？第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5重核的裂变中等质量人为控制1.定义使重核分裂成__________的原子核的核反应叫重核的裂变。2．核反应类型重核的裂变只发生在__________的核反应中，自然界不会自发的产生。3．一种典型的铀核裂变eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n―→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋_____。3eq\o\al(1,0)n第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-51.定义重核裂变产生的_____使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫链式反应。2．条件发生裂变物质的体积大于__________或裂变物质的质量大于__________。链式反应中子临界体积临界质量第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-51.核电站的工作原理核电站的核心是__________，其简化示意图如图所示。各部分作用如下：核电站核反应堆第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5(1)核燃料：反应堆使用浓缩铀(铀235占3%～4%)制成_____作为核燃料，释放_____。(2)减速剂：用__________________，使裂变中产生的中子减速，以便被铀235吸收。(3)控制棒：由吸收中子能力很强的_____制成，用以控制__________。(4)水泥防护层：反应堆外层是很厚的_______，可防止射线辐射出去。(5)热交换器：靠_____和___________在反应堆内外的循环流动，把产生的热量传输出去。铀棒核能石墨、重水和普通水镉反应速度水泥壁水液态金属钠第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-52．核电站与火电站相比有何优缺点(1)优点：①核电站消耗的燃料_____。②作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量_____。③火电站烧煤要放出很多污染物，而核电站放出的污染物要_______。(2)缺点：①一旦核泄漏会造成严重的_______。②核废料处理__________。很少很大少得多核污染比较困难第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5一、重核的裂变及链式反应1．铀核的裂变(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式。(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，裂变就会不断进行下去，释放出越来越多的核能。第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5(3)核能的释放：由于重核的核子的平均质量大于中等质量原子核的核子的平均质量，因此，铀核裂变为中等质量的原子核时，会发生质量亏损，释放核能。2．链式反应的条件(1)要有足够浓度的235U；(2)要有足够数量的慢中子；(3)铀块的体积要大于临界体积。第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-53．裂变反应的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。一个铀235核裂变时释放的能量如果按200MeV估算，1kg铀235全部裂变放出的能量相当于2800t 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 煤完全燃烧时释放的能量，裂变时能产生几百万度的高温。第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5如图为核裂变示意图。(1)重核裂变是一种天然现象吗？(2)只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗？第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5答案：(1)不是　(2)不能解析：重核的裂变不能自发地进行，只能发生在人工控制的核反应中，只有达到链式反应的条件时，才会发生重核的裂变。第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5二、核能的利用1．核武器原子弹杀伤力强大的原因是核能在极短的时间内释放出来。2．核电站核电站是利用缓慢释放的核能来发电，这是核能的和平利用。第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5如图所示为核电站工作流程示意图第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-53．核反应堆原子核的链式反应可以在人工控制下进行，使核能较平缓地释放出来，这样释放的核能就可以为人类的和平建设服务，裂变反应堆的结构和工作原理如下 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 所示： 组成部分 材料 作用 裂变材料(核燃料) 浓缩铀(eq\o\al(235,92)U) 提供核燃料 慢化剂(减速剂) 石墨、重水或普通水 使裂变产生的快速中子减速 控制棒 镉 吸收减速后的中子，控制反应速度 反射层 石墨 阻止中子逃逸 热交换器 水 产生高温蒸汽，推动汽轮发电机发电 防护层 金属套和钢筋混凝土 防止射线对人体及其他生物体的侵害第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5特别提醒：在利用核反应堆发电时，一定要注意安全防护，历史上曾经有过核电站泄漏事故。第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5在利用重核裂变制成的原子弹中，需不需要用镉制成的控制棒，为什么？答案：镉有吸收中子的特性，减少中子的数目，可以控制能量释放的速度，而原子弹需要在极短的时间内释放大量核能，发生猛烈爆炸，不需要控制速度，故不需要镉棒。第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5 关于重核的裂变，以下说法正确的是(　　)A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应C．重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能对核裂变的理解第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5解析：根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 可知，裂变时因铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程。其释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能量，链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积，如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反应就不会发生。在裂变反应中核子数是不会减小的，如eq\o\al(235,92)U裂变为eq\o\al(90,38)Sr和eq\o\al(136,54)Xe的核反应，其核反应方程为eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n―→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n，其中各粒子质量分别为mU＝235.0439u，mn＝1.00867u，第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5mSr＝89.9077u，mXe＝135.9072u，质量亏损为Δm＝(mU＋mn)－(mSr＋mXe＋10mn)＝0.1510u可见铀裂变的质量亏损是远小于一个核子的质量的，核子数是不会减少的，因此选项A、B、C均错。重核裂变为中等质量的原子核时，由于核子平均质量小，会发生质量亏损，从而释放出核能。综上所述，选项D正确。答案：D第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5(济南市部分重点高中2014～2015学年高二下学期联考)1938年哈恩用中子轰击铀核，发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线。下列关于这个实验的说法中正确的是(　　)A．这个实验的核反应方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n―→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋eq\o\al(1,0)nB．这是一个核裂变过程，反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和C．这个反应中释放出的能量不可以用爱因斯坦的质能方程来计算D．实验中产生的γ射线穿透能力极强第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5答案：D解析：根据质量数守恒、电荷数守恒，铀核裂变的核反应方程应为：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n―→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，选项A不正确；铀核裂变过程中产生γ射线，放出能量，发生质量亏损，释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算，选项B、C不正确；核反应中产生的γ射线，穿透能力极强，是能量极高的光子，选项D正确。第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5核能的利用o\al(235,92)INCLUDEPICTURE"例2.tif"已知铀235核裂变时的核反应方程为U＋eq\o\al(1,0)n―→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，一个铀235核裂变时，能释放200MeV的能量，则1kg铀完全裂变能释放多少能量？相当于多少吨燃烧值为2.94×107J/kg的煤所放出的能量？第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5解析：首先求出1kg铀235中含有的原子核数，然后即可根据已知求解。1kg铀235中含有的原子核数为eq\f(1000,235)×6.02×1023个＝2.562×1024个。每个铀核裂变能放出200MeV的能量，则1kg铀核裂变能释放ΔE＝2.562×1024×200MeV＝5.124×1026MeV＝5.124×1032×1.6×10－19J＝8.2×1013J，设与1kg铀235相当的的优质煤的质量为m，则有m＝eq\f(8.2×1013,2.94×107)kg＝2.789×106kg＝2789t。答案：8.2×1013J　2789t第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5点评：解答本题要按如下思维过程进行：eq\x(\a\al(一个铀235裂,变释放的能量))→eq\x(\a\al(1kg的铀含有,的原子核个数))→eq\x(\a\al(1kg铀235裂,变释放的能量))→eq\x(相当于m吨煤释放的能量)第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5如图是慢中子反应堆的示意图，对核反应堆的下列说法中正确的是(　　)第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5A．铀235容易吸收快中子发生裂变反应B．快中子跟减速剂的原子核碰撞后能量减少，变成慢中子，慢中子容易被铀235俘获而引起裂变反应C．控制棒由镉做成，当反应过于激烈时，使控制棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些D．若要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入深一些，使大量快中子碰撞控制棒后变成慢中子，链式反应的速度就会快一些第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5答案：BC解析：慢中子容易被铀吸收，A错B对；要使链式反应的速度慢一些，镉棒应插入深一些，C对D错。第十九章　第六节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-5