福建省福鼎市第二中学高三物理一轮复习 核裂变课件.ppt

6核裂变 一 核裂变 重核在其它粒子的轰击下分裂成中等质量原子核的核反应 1938年底 德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现 用中子轰击铀核时 铀核发生了裂变 铀核裂变的产物是多种多样的 一种典型的反映是裂变为钡和氪 同时放出三个中子 其核反应方程是 铀核的裂变 裂变中释放出巨大的能量 在上述裂变中 裂变后的总质量小于裂变前的总质量 质量亏损 释放出的能量为 1kg铀全部裂变 它放出的能量超过2800t优质煤完全燃烧时释放的能量 铀核裂变 核反应方程 一般来说 一个铀核裂变要放出2 3个中子 这些中子又会引起新的裂变 释放更多的能量 核裂变的链式反应 当一个中子引起一个铀核裂变后 裂变释放的中子再引起其他铀核裂变 且能不断继续下去 1946 1948年我国物理学家钱三强夫妇从实验中观察到铀核的3分裂和4分裂现象 重核裂变演示 链式反应 链式反应的条件 以下条件满足一个即可 1 裂变物质的体积大于临界体积 2 裂变物质的质量大于临界质量 原子核的体积非常小 原子内部的空隙很大 如果铀块不够大 中子在铀块通过时 就有可能碰不到铀核而跑到铀块外面去 链式反应不能继续 只有当铀块足够大时 裂变产生的中子才有足够的概率打中某个铀核 使链式反应继续进行下去 能够发生链式反应的铀块的最小体积叫做它的临界体积 相应的质量叫做临界质量 重核的裂变能够自发的进行吗 不能 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 才会发生重核裂变 原子弹 利用重核裂变的链式反应制成的 在极短时间内能够释放大量核能 发生猛烈爆炸 年 月 日我国第一颗原子弹爆炸成功 广岛红十字医院里 一个严重烧伤的学生仰面躺在一张草席上 他的五官几乎全被原子弹爆炸产生的热浪抹掉了 四天后他死了 倒塌的钢架结构建筑物 美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤 在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团 爆炸产生的气流 烟尘直冲云天 高达12英里多 广岛市区80 的建筑化为灰烬 64000人丧生 72000人受伤 伤亡总人数占全市总人口的53 长崎市60 的建筑物被摧毁 伤亡共86000人 占全市37 二 核电站 是利用可控链式反应释放出能量发电 核心设备是核反应堆 反应堆 核电站中使核燃料在人工控制下产生裂变的装置 反应堆示意图 慢化剂 铀235容易捕获慢中子发生反应 采用石墨 重水或普通水作慢化剂 燃料 铀棒 控制棒 镉吸收中子 核能的和平利用 核电站 思考 在电站工作过程中 能是如何转化的 核能 内能 机械能 电能 核电站的特点 1 消耗的 燃料 少核电站只需消耗很少的核燃料 就能产生大量的电能 例如一座100万千瓦的火力发电厂每年要耗煤三 四百万吨 而相同功率的核电站每年只需核燃料三 四十吨 这就大大减少了燃料的运输 2 成本低虽然铀燃料的开发和提炼比煤要复杂得多 但是最后核算下来的成本仍然要比火力发电站低20 以上 所以世界上很多国家都在大力发展核电站 到1989年 全世界运行中的核电站已有434座 总装机容量约32000万千瓦 发电量占全世界总发电量的17 预计到21世纪 核能发电将达到世界总发电量的30 以上 核能将成为21世纪的主要能源之一 秦山核电站 我国第一座实验性反应堆是在1954年6月建成投入运行的 我国自行设计研制 建造的秦山核电站已经运行发电了 我国和世界核电使用概况 秦山核电站 大亚湾核电站 1994年底 全世界核电站的发电量已经占总发电量的17 我国十分重视核能的利用 目前 秦山核电站和大亚湾核电站已经运行发电 几座新的核电站正在建设之中