知道重核的裂变和链式反应.PPT

知识与技能 1．知道重核的裂变和链式反应。 2．会计算核裂变释放的能量。 3．知道什么是核反应堆，了解核电站及核能的优缺点。 过程与方法 1．认识重核的裂变。 2．体验重核裂变释放核能的巨大性。 情感、态度与价值观 感受物理规律在国防和生产生活中的应用。 1.铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块，这类核反应称为原子核的________。 2．由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的________。 3．铀块的________是链式反应能否进行的重要因素，通常把裂变物质能够发生链式反应的________体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做________。 4．在核电站中，常用的慢化剂有________、________和普通水(也叫轻水)；为了调节中子数目以控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，这种镉棒叫做________。 答案： 1．裂变 2．链式反应 3．大小　最小　临界质量 4．石墨　重水　控制棒 知识点1 核裂变 (1)核裂变 重核在其他粒子的轰击下分裂成中等质量大小的原子核并放出能量的变化叫做核裂变。 铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变产物是钡和氪，同时释放出3个中子，其核反应方程是 (2)链式反应 ①重核裂变时产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫做链式反应。 ②临界体积：能发生链式反应的最小体积叫做临界体积，相应的质量叫做临界质量。 (3)裂变产生的能量 铀核裂变产物不同，释放的能量也有差异。一个铀核裂变释放的能量如果按200 MeV估算，1 kg铀全部裂变放出的能量相当于2 800 t优质煤完全燃烧时释放的化学能。 mU＝390.313 9×10－27 kg，mn＝1.674 9×10－27 kg mBa＝234.001 6×10－27 kg，mKr＝152.604 7×10－27 kg 试写出核反应方程，算出反应中释放的核能。 【解析】根据反应前后核的质量数守恒、核电荷数守恒和反应中的能量守恒，就可以写出核反应方程。 根据核反应前后的质量亏损，用爱因斯坦的质能方程就可算出释放的核能。 此铀核裂变方程为 则核反应前后的质量亏损为 Δm＝mU＋mn－mBa－mKr－3mn＝0.357 8×10－27 kg 由爱因斯坦质能方程可得释放的核能为 ΔE＝Δmc2＝0.357 8×10－27×(2.997 9×108)2 J＝3.215 7×10－11 J。 *对应训练* 1．关于重核的裂变，以下说法中正确的是 (　　) A．铀235被中子轰击后都会分裂成两块质量差不多的碎块，同时放出几个中子 B．铀235被中子轰击后二者都会发生分裂 C．要使铀块发生链式反应，其体积必须足够大 D．铀235分裂成两个中等质量的核，比结合能减小，放出核能 解析：铀核也有三分裂、四分裂现象，A错误；慢中子最适于引发裂变，但并不是轰击后都会发生分裂，B错误；要发生链式反应，铀块的体积必须大于临界体积，C正确；中等质量核的比结合能最大，铀核分裂时比结合能增大，放出核能，D错误。 答案：C 知识点2 核电站 (1)了解核电站 核电站的核心是核反应堆，如图19－6－1所示，核反应堆的主要组成部分及其作用： 图19－6－1 ①核燃料：反应堆使用浓缩铀(铀235占3%—4%)制成铀棒作为核燃料，释放核能。 ②中子减速剂：铀235具有易俘获慢中子、不易俘获快中子的特点，而核反应中释放的中子多数为快中子，应使用减速剂使它们的速度降下来，常用作减速剂的物质有石墨、重水或普通水。 ③控制棒：由吸收中子能力很强的镉制成，用以控制反应速度。 ④保护层：反应堆外层是很厚的水泥壁，可防止射线辐射出去。 ⑤热交换器：靠水或液态金属钠在反应堆内外的循环流动，把产生的热量传输出去。 (2)核电站的优点 ①消耗的“燃料”很少。 ②作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大。 ③对环境的污染比火电站要小。 【例2】已知一个铀235核裂变时能释放200 MeV的能量，问1 kg铀完全裂变能释放多少能量？相当于多少吨燃烧值为2.94×107 J/kg的煤所放出的能量？ 【答案】8.2×1013 J　2 789 t 【解析】首先求出1 kg铀235中含有的原子核数，然后即可根据已知求解。 1 kg铀235中含有的原子核数为： 每个铀核裂变能放出200 MeV的能量，则1 kg铀核裂变能释放ΔE＝2.562×1024×200 MeV＝5.124×1026 MeV＝5.124×1032×1.6×10－19 J＝8.2×1013 J。 设与1 kg铀235相当的优质煤是m kg，则有： m×2.94×107 J/kg＝8.2×1013 J *对应训练* 2．094型导弹核潜艇是中国最先进的战略核