粤教版选修35 第四章第五节裂变和聚变 课件（26张）.ppt

第五节裂变和聚变 第四章原子核 学习目标1 知道什么是核裂变和核聚变及它们反应的特点 2 知道链式反应 3 能写出聚变方程并计算聚变能量 4 了解受控热核反应 第四章原子核 一 核裂变与链式反应1 核裂变 比较 的一个核分裂成两个较 的核时 会 能量 这种核反应叫做核裂变 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 让核裂变过程自己持续下去 源源不断地将核能释放出来 这样的核反应叫做 重 轻 释放 链式反应 临界体积 想一想 为了使裂变的链式反应容易进行 一般用高纯度的浓缩铀235 原因是什么 提示 由于裂变放出的中子有的可能被裂变物质中的杂质吸收而造成链式反应不能持续进行下去 要维持链式反应 就要减少裂变物质中的杂质 尽量用高纯度浓缩铀 二 受控热核反应1 核聚变 比较轻的两个轻核 成一个较重的核时 会 能量 这种核反应叫做核聚变 2 热核反应 要使核发生聚变 必须使它们接近到10 15m 也就是接近到 能够发生作用的范围 物质达到几百万度以上的高温时 原子的核外电子已经完全和原子脱离 这时小部分原子核就具有足够的动能 能够克服相互间的库仑斥力 在互相碰撞中接近到可以发生 的程度 因此 这种反应又叫做热核反应 聚合 释放 核力 聚变 人工控制 4 受控热核反应 如果要使巨大的热核反应能量不是以爆炸的形式释放 而是在 下逐渐地释放出来并加以利用 这称为受控热核反应 铀核裂变及链式反应 1 裂变的解释重核被中子轰击后 与中子复合成一个处在高激发态的同位素 这种重核的同位素要发生形变 从一个接近球形的核变为一个拉长的椭球形的核 核子间的距离增大 核力减小不足以抵消质子间的库仑斥力而恢复原状 最后分裂成两部分 同时放出中子 3 重核裂变的条件如果铀块体积不够大 生成的中子从铀块中通过时可能还没有碰到铀核就跑到铀块外面去了 所以发生链式反应时铀块的体积必须大于临界体积 特别提醒 1 重核裂变是人为的核反应 自然界中不会自发的产生裂变 2 用中子轰击铀核时 铀核发生裂变 释放出更多的中子又引起其他铀核的裂变 这样不断继续下去 中子会不断增加 裂变反应就会不断加强 形成了裂变的链式反应 ac 1 单选 关于重核的裂变 下列说法正确的是 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 但核子数不会减少d 重核裂变时平均结合能减小 要发生质量亏损 释放核能 c 解析 核裂变时发生质量亏损 核能转化为其他形式的能 释放的核能远远大于中子的动能 a错误 要发生链式反应 铀块的体积必须大于临界体积 b错误 任何的核反应中核子数都不变 c正确 重核的平均结合能较小 中等质量的核平均结合能最大 裂变时重核分裂为中等质量的核 平均结合能变大 产生质量亏损 释放核能 d错误 对核聚变的理解 2 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 3 特点聚变反应一旦发生 就不再需要外界给它能量 靠自身产生的热就会使反应继续下去 4 应用 1 核武器 氢弹 2 可控热核反应 目前处于探索阶段 单选 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度以上高温 显然是吸收能量d 裂变与聚变均可释放巨大能量 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 因为二者的反应物与生成物全然不同 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错误 既然裂变与聚变不是互为逆反应 则在能量的流向上也不必相反 所以b错误 要实现聚变反应 必须使参加反应的轻核充分接近 需要数百万度高温提供能量 但聚变反应一旦实现 所释放的能量远大于所吸收的能量 因此 总的说来 聚变反应还是释放能量 故d正确 c错误 方法总结聚变就是使原先相距 较远 的核能克服库仑斥力而结合为一个 稳定 的新核 因此事先须让两核获得较大的初动能 常采用加热的方法 答案 2 2 0 1023个 3 3 1 10 29kg 答案 1 0 766mev 2 2 08mev 名师归纳 重核分裂成两个或多个中等质量的原子核 放出核能 两个轻核结合成质量较大的原子核 放出核能 聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量大约要大3 4倍 聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多 核裂变燃料铀在地球上储量有限 尤其用于核裂变的铀235在铀矿石中只占0 7 主要原料是氘 氘在地球