3.5核裂变教学设计

1、3. 5核裂变学习目标:1.理解重核的裂变，知道核裂变的条件2. 知道什么是链式反应，及发生链式反应所需要的条件3. 会计算重核裂变过程中释放出的能量4. 了解核电站，知道核反应堆重点难点重点：（1）核裂变现象；（2）能根据 AE=Amc2核裂变情况下放出的能量 难点：核裂变放岀巨大能量的原理、核电站工作原理设计思想核裂变、核聚变对学生而既熟悉又陌生，平时都听说过原子弹、核电站, 特别是当今的世界因“核”而引发的各国之间口水战，学生或多或少都了解一些， 这部分内容学生一定很感兴趣，所以，讲授时我们可以以问题的形式让学生观看 PPT,自已去看书、思考，整理相关的知识，掌握要掌握的内容。教学资源多

2、媒体课件教学设计 温故知新:1.什么是核反应？2. 怎么判断和反应是释放能量的？用什么公式计算核反应中释 放的能量？通过核子平均质量深入分析如何放能活动：观看原子弹引爆实景拍摄 感受和反应中的能量一、核裂变1. 核裂变:物理学中把_ 分裂成_的核，释放核能的反应叫做核裂变2. 铀核的裂变：1939年 12月，徳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 为锁和氟，同时放岀三个中子，英核反应方程是：思考：1.铀核的裂变是一种天然放射现象吗？【答案】不是.铀核在受到中子轰击后才发生裂变，不是天然放射现象，属于人工 核

3、反应.非衰变2.铀核裂变的核反应方程是唯一的吗？【答案】不是.铀核裂变的生成物并不确泄，所以其核反应方程不是唯一的.也可 以裂变成三部分或四部分。在不同的裂变中，释放的能量也不同。1947年我国著爼 物理学家钱三强、何泽慧夫妇首先观察到中子轰击铀核的三分裂现象。即学即练：1.下列核反应中，表示核裂变的是（C ）A. 駕 U-Th+；HeB. tC*NeC 益 U+；,nf 臥 Ba+釜 Kr + 3：nD.：Bc+；Hc：C+；n二、链式反应K 链式反应：如果一个反应过程的产物能够再次引发这种反应，从而使反应一旦开始后就能自动延续下去的反应过程。思考：只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗？2

4、.链式反应条件：1 有足够数量的 _2达到使裂变物质能够发生链式反应的临界体积，这 个最小的体积叫做它的临界体积即学即练：2关于铀核的裂变，下列说法正确的是（A、C ）A.铀核裂变的产物是多种多样的B.中子进入铀块中时，一定发生链式反应C.为了使裂变的链式反应容易进行，最好用浓缩铀 235D.铀块的体积对产生链式反应无影响三、 裂变反应中核能的计算要点提炼：铀核裂变释放核能的计算1.首先算出裂变反应中的质量亏损 Am.2根据 AE 二 MC2 计算释放的核能（计算时要注意血与 AE 单位的对应关 系：若Am 用 kg 做单位，则 AE 用 J 做单位；若 Am 用 u 做单位，则 E 用 Me

5、V 做单位，1u 相当于 931. 5 MeV 的能量）.3.若计算一定质量的铀块完全裂变时放出的核能，应先算出铀块中有多少 个铀核（设为 n）,则铀块裂变释放的核能 E=nAE.即学即练：3.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. 94X107 J/寇的煤所放出的能量？首先求岀 1 kg铀 235中含有的原子核数，然后即可根据已知求解.（1）1 kg 铀 235 中含有的原子核数为:（1000X6. 02X 10=3）/235 个=2 562X10：个 每个铀核裂变能放出 200 MeV的能量，则 1

6、kg铀核裂变能释放A =2. 562X1（X200 MeV=8 2Xl（f J.（2） 设与 1 kg铀 235相当的优质煤是 zn kg,则有：血 X 2.94X10 J/kg=8.2X1013J/z?=2.789X 10bkg=2789t 解决能源危机根本途径一一核能，可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。四、 核电站看视频结合课本回答下列题目1._ 核电站：是利用核能发电，它的核心设施是_ 它主要由以下儿部分组成：（1）燃料：_ （2）减速剂：铀 235 容易捕获_发生反应，可采用、作减速剂.（3）控制棒：为控制能量释放的速度，需控制中子的数目，采用_ 作为_ 来控制链式反应的速度.2.

7、工作原理：核燃料_ 释放的能量，使反应区温度升高.3. 能量输出：利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外_ ,把反应堆内的热量传输出去，用于发电.4. 核污染的处理：在反应堆的外面需要修建很厚的_ ,用来屏蔽裂变反应放出的各种射线，核废料具有很强的_，需要装入特制的容器，_ 5核电站的优点：消耗的核燃料_;对环境的污染要比火力发电_ 36核电站的缺点：用过的_仍然具有强烈的放射性。这些废料的放射性在儿万年到儿口万年内仍有潜在的危害， 因此规划核废料的处理是一个非常麻烦的 问题。即学即练：4.判断(1) 中子的速度越快，越容易发生铀核裂变()(2) 铀核裂变的产物是做和氟，且固定不变()(3)

8、核反应堆是通过调节中子数 1_|以控制反应速度.()(4) 核反应堆用过的核废料无毒无害.()(5) 核电站利用的燃料是氢。()(6) 核电站是把核能直接转化为电能的。()(7)核废料的处理一定不能随便存放。() 潜在的核危险除了关注核电站在给人类带来巨大能量的同时，我们不能忽视其潜在的危险 性。人类历史上比较大的核电站事故远的有切尔诺贝利核电站，其影响至今仍存 在；近一点的福岛核电站核泄露事件正对我们国家人民的日常生活造成一定影响。 因此，我们需要有一定的核防护知识 对核袭击的防护大致可分为两大类(1 )核爆炸瞬时效应防护。利用工事进行掩蔽在开阔地面上的人员，当发现核爆闪光时，立即背向爆心卧

9、倒，可减轻伤害。(2)放射性沾染防护。避开在沾染区或高照射量率的地区行动及时穿戴个人防护器材，防止人体受沾染 人员通过沾染区时尽量乘坐车辆，在沾染区作业时要尽量缩短时间 进入沾染区执行任务的人员，可服用抗辐射药，以减少放射性物质在人体内的存 留 五、随堂练习1.(对核裂变的理解)(多选)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应 为 2盘 U + on 篦 Ba + 制 Kr + 3$n 下列说法正确的有(AC)A. 上述裂变反应中伴随薯中子放出B. 铀块体积对链式反应的发生无影响C. 铀核的链式反应可人工控制D. 铀核的半衰期会受到环境温度的影响2关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理，下列说法正确的是（c ）A. 镉棒能释放中子，依靠释放的多少控制反应速度B. 用镉棒插入的多少控制快中子变为慢中子的数量C. 利用镉棒对中子吸收能力强的特点，依靠插入的多少控制中子数量D. 镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用，利用其与铀的接触面积的大小控制反应速 度3.在核反应堆中，为了使快中子减速成为慢中子,必须用重水或石墨作减速剂，使 快中子跟减速剂的原子核相碰撞（设这些碰撞为弹性正碰）,以达到减速的 LI 的。 你认为用原子量大的作减速剂好，还是用原子量小的作减速剂效果好?试作相应 说明和计算。（设减速剂原子核原来是静止的）【解析】因中子与减速剂原子核发生弹性碰撞，碰撞过