高中物理 第四章 原子核 4.5 裂变和聚变课件 粤教版选修35.ppt

第五节裂变和聚变 目标定位 1 知道重核的裂变反应和链式反应发生的条件 2 掌握核聚变的定义及发生条件 3 会计算裂变 聚变所释放的能量 一 核裂变与链式反应1 核裂变分裂为两个较轻的核并释放出能量的反应 2 链式反应一个核的裂变能够引发一个或一个以上的核发生裂变 让核裂变的过程下去 源源不断地将释放出来的反应 比较重的一个核 自己持续 核能 最小 二 受控热核反应1 核聚变比较轻的两个核结合成一个较重的核 并释放出能量的反应叫 2 能量变化轻核聚变后 平均结合能 反应中会能量 核聚变 增加 释放 10 15 动能 5 受控热核反应热核反应能量在人工控制下逐渐地释放出来并加以利用 例如发电 这称为受控热核反应 6 实现受控热核反应的条件 1 要把热核燃料加热到非常高的温度 2 使热核反应释放的能量足以补偿形成聚变过程中所损失的能量 这个条件称为 点火 条件 预习完成后 请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 一 对核裂变和链式反应的理解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状 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 裂变就会不断地进行下去 形成链式反应 例1 关于重核的裂变 下列说法正确的是 a 核裂变时释放的能量等于它俘获中子时得到的能量b 重核裂变时释放出大量的能量 产生明显的质量亏损 所以核子数减少c 铀核自发放出 粒子 粒子时要释放能量 核电站利用的就是这一能量d 重核的平均结合能小于中等质量核的平均结合能 所以重核裂变成中等质量核时 要放出核能 有质量亏损答案d 解析将重核分成核子时比中等质量核分成核子时每个核子平均吸收的能量小些 可见由重核裂变成两个中等质量的核要放出能量 选项d正确 铀核裂变放出的能量是原子核的核能 而不是中子具有的动能 选项a错误 裂变过程遵守质量数 电荷数守恒规律 b错误 衰变是自发的现象 铀核衰变后的新核仍是重核 而核电站利用的是裂变核能 选项c错误 借题发挥重核裂变的实质 1 重核裂变是中子轰击质量数较大的原子核 使之分裂成中等质量的原子核 同时释放大量的能量 放出更多的中子的过程 2 重核的裂变是放能核反应 原因是核反应前后质量有亏损 根本原因是重核的平均结合能相比中等质量的核的平均结合能要小 所以在重核分解为两个中等质量核的过程中要释放能量 而且释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量 二 核聚变及核能的计算1 聚变发生的条件要使轻核聚变 必须使轻核接近核力发生作用的距离10 15m 这要克服电荷间强大的斥力作用 要求使轻核具有足够大的动能 要使原子核具有足够大的动能 就要给它们加热 使物质达到几百万开尔文的高温 2 轻核聚变是放能反应从平均结合能的图线看 轻核聚变后平均结合能增加 因此聚变反应是一个放能反应 4 重核裂变与轻核聚变的区别 例3 以下说法正确的是 a 聚变是裂变的逆反应b 如果裂变释放能量 则聚变反应必定吸收能量c 聚变须将反应物加热至数百万开尔文以上的高温 显然是吸收能量d 裂变与聚变均可释放巨大的能量答案d 解析从形式上看 裂变与聚变似乎是互为逆反应 但其实不然 因为二者的反应物和生成物完全不同 裂变是重核分裂成中等核 而聚变则是轻核聚合成为次轻核 无直接关联 并非互为逆反应 a选项错误 裂变与聚变都释放能量 b选项错误 要实现聚变反应 必须使参