2013年高中物理 第4章 第2节 核裂变精品课件 鲁科版选修3-5

第2节核裂变

核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第2节核裂变课前自主学案课标定位课标定位学习目标：1.知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量．2．知道什么是链式反应．3．会计算重核裂变过程中释放出的能量．4．知道什么是核反应堆．了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点．重点难点：重核裂变，链式反应及反应堆．课前自主学案一、重核的裂变1．核裂变：用中子轰击铀核，发现铀核分裂成___________的两部分，并释放出能量．这种核反应过程叫做___________2．核能：核裂变________出的能量称为___________，也称________或__________质量相近核裂变．释放裂变能核能原子能．使之裂变，产生第二代中子．中子不断_______，裂变反应不断_______，形成了裂变的链式反应．2．临界体积：能够发生链式反应的铀块的__________叫做___________增加加强最小体积临界体积．思考感悟发生链式反应为何会有最小体积呢？提示：原子核的体积很小，原子内部绝大部分是空隙．如果铀块不够大，中子通过铀块时可能碰不到铀核而跑到铀块外面去．三、裂变反应堆1．用人工的方法控制__________的速度，人们制成了___________，它是能_______和_______核裂变的装置．2．核反应堆包含_______、_____________、___________和_________等部分．堆芯又由________、________和_________组成．链式反应核反应堆维持控制堆芯中子反射层控制系统防护层燃料棒减速剂冷却剂核心要点突破一、重核裂变与链式反应的理解1．裂变的解释(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，释放出越来越多的核能．(3)能量：铀核裂变成中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量．一般说来，平均每个核子放出的能量约为1MeV,1kg铀全部裂变放出的能量相当于2000t优质煤燃烧时释放的能量．裂变时能产生几万度的高温．2．重核裂变的条件(1)重核的裂变只能发生在人为的核反应中，自然界中不会自发地产生裂变，而是发生衰变．(2)要使铀核裂变，首先要利用中子轰击铀核，使其分裂，并放出更多的中子，这些中子再去轰击更多的铀核，产生更多的中子，就形成了链式的反应．如图4－2－1所示图4－2－1(3)链式反应速度很快，如不加以控制，能量在瞬间急剧释放引起剧烈爆炸(如原子弹)．如果运用一定方法加以控制就可以和平利用这种巨大的能量(如核电站、核潜艇等)．二、核能的利用1．原子弹杀伤力强大的原因：核能在极短时间内释放出来．核电站是利用缓慢释放的核能来发电的，这是核能的和平利用，因此核电站是可控的链式反应．2．核反应堆——核电站的心脏：裂变反应堆是核电站的心脏，它是一种人工控制链式反应的装置，可以使核能较平缓地释放出来，裂变反应堆的结构和工作原理见下表：组成部分材料作用裂变材料(核燃料)浓缩铀(U)提供核燃料慢化剂(减速剂)石墨、重水或普通水使裂变产生的快中子减速控制棒镉吸收减速后的中子，控制反应速度反射层石墨阻止中子逃逸热交换器水产生高温蒸汽，推动汽轮发电机发电防护层金属套和钢筋混凝土防止射线对人体及其他生物体的侵害即时应用

(即时突破，小试牛刀)2．在核反应中，控制铀235核裂变反应速度的方法是(

)A．使用浓缩铀B．改变铀块的临界体积C．通过自动控制装置，改变镉棒插入的深度，以改变反应堆中的中子数目D．利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度解析：选C.控制核反应的速度是靠调节中子数来实现的，故C选项正确．课堂互动讲练类型一重核裂变的理解例1

关于重核的裂变，以下说法正确的是(

)A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B．中子进入铀块中时，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，所以核子数量减小D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能【精讲精析】根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程．而并非中子的能量，故A错误．链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积．如果体积小，中子进入铀块时，裂变中产生的中子散失到外界，没有足够的中子，则链式反应就不会发生，故B错误．在裂变反应中质量数守恒，核子数是不会减少的，因此C