《7核聚变》教学设计(江苏省市级优课)x-物理教案

19.6核裂变核聚变【学习目标】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.会判断和书写核裂变、核聚变方程，能计算核反应释放的能量．【学习过程】一、核裂变和链式反应1.什么是重核的裂变？和放射性元素的衰变有何区别？2.重核的裂变是吸收能量还是释放能量？如何计算？【例1】用中子轰击铀核(eq\o\al(235,92)U)，其中的一个可能反应是分裂成钡(14156Ba)和氪(eq\o\al(92,36)Kr)两部分，放出3个中子．各个核和中子的质量如下：mU＝390.3139×10－27kg，mn＝1.6749×10－27kg；mBa＝234.0016×10－27kg，mKr＝152.6047×10－27kg（1）试写出核反应方程，求出反应中释放的核能．（2）试计算1kg铀235全部裂变时所释放的能量？（3）1吨优质煤完全燃烧释放的能量为E1=3×1010J,计算1kg铀235全部裂变时所释放的能量相当于多少吨优质煤？3.什么是链式反应？链式反应要发生需要满足什么条件？【例2】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的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少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，放出核能二、核电站阅读教材85页回答：核反应堆有哪些部分构成？它们的作用是什么？思考：慢化剂是加速核反应速度还是减慢核反应速度？【例3】如图是慢中子反应堆的示意图，对该反应堆的下列说法中正确的是（）A．铀235容易吸收快中子后发生裂变反应B．快中子跟慢化剂的原子核碰撞后的能量减少，变成慢中子，慢中子容易被铀235俘获而引起裂变反应C．控制棒由镉做成，当反应过于激烈时，使控制棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些D．要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入深一些，使大量快中子碰撞控制棒后变成慢中子，链式反应的速度就会快一些三、轻核的聚变1、什么是轻核的聚变？和人工核转变有何区别？轻核的聚变需要满足什么条件？2、体会聚变能量，说明核聚变的优点【例4】一个氘核(eq\o\al(2,1)H)和一个氚核(eq\o\al(3,1)H)结合成一个氦核(eq\o\al(4,2)He)，同时放出一个中子，已知氘核质量为m1＝2.0141u，氚核质量为m2＝3.0160u，氦核质量为m3＝4.0026u，中子质量为m4＝1.008665u，求：(1)写出聚变的核反应方程；(2)此反应过程中释放的能量为多少？平均每个核子释放出多少核能？(3)铀裂变中平均每个核子释放能量约为0.85Mev，该反应是它的几倍？3、核聚变的利用【例5】据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试．下列关于“人造太阳”的说法正确的是()A．“人造太阳”的核反应方程是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB．“人造太阳”的核反应方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nC．根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多D．根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应相同【当堂反馈】1、下列关于核反应方程及描述正确的是（）A.N+He→O+H是α衰变方程B.U+n→Xe+Sr+2n是核聚变方程C.H+H→He+n是α衰变方程D.He+Al→P+n是人工放射性的核反应方程2、太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．(已知质子质量为mH＝1.0073u，氦核质量为mHe＝4.0015