【优化指导】高中物理 第19章 原子核 6 核裂变 新人教版选修3-5

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核裂变整理课件整理课件一二填一填练一练一、核裂变及链式反响(见课本第83页)1.裂变:铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块,这类核反响叫原子核的裂变。2.典型核反响方程式:裂变的产物是多样的,其中最典型的反响是铀核裂变生成钡和氪,同时放出3个中子。核反响方程式为:3.链式反响:当一个中子引发一个铀核裂变后,反响释放出的中子又轰击其他原子核产生裂变,释放出的中子又轰击其他铀原子核……这样的反响一代接一代进行下去的过程,叫作裂变的链式反响。整理课件一二填一填练一练4.临界体积和临界质量:通常把裂变物质能够发生链式反响的最小体积叫作它的临界体积,相应的质量叫作临界质量。5.核裂变的能量:1kg铀235全部裂变放出的能量相当于2800t标准煤完全燃烧时释放的化学能。

整理课件一二填一填练一练二、核电站(见课本第85页)1.核电站:利用核能发电,它的核心设施是反响堆,它主要由以下几局部组成。(1)燃料:铀棒。(2)慢化剂:铀235容易捕获慢中子发生反响,采用石墨、重水或普通水作慢化剂。(3)控制棒:为了控制能量释放的速度,就要想方法调节中子的数目,采用在反响堆中插入镉棒的方法,利用镉吸收中子的特性,就可以容易地控制链式反响的速度。整理课件一二填一填练一练2.工作原理:核燃料裂变释放能量,使反响区温度升高。3.能量输出:利用水或液态的金属钠等流体在反响堆内外循环流动,把反响堆内的热量传输出去,用于发电。4.核污染的处理:为防止射线对人体的伤害和放射性物质对水源、空气和工作场所造成的放射性污染,在反响堆的外面需要修建很厚的水泥层,用来屏蔽裂变反响放出的各种射线,核废料具有很强的放射性,需要装入特制的容器,深埋地下。整理课件填一填练一练铀核裂变时,对于产生链式反响的重要因素,以下说法中正确的选项是()A.铀块的质量是重要因素,与体积无关B.为了使铀235裂变的链式反响容易发生,最好直接利用裂变时产生的快中子C.假设铀235的体积超过它的临界体积,裂变的链式反响就能够发生D.裂变能否发生链式反响与铀块的质量无关解析:要发生链式反响必须使铀块体积或质量大于临界体积或临界质量,故A、D错,C对;铀235俘获慢中子发生裂变的概率大,快中子使铀235发生裂变的几率小,故B错。答案:C整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究一对核裂变和链式反响的分析

如图,核裂变示意图。(1)重核裂变是一种天然现象吗?(2)只要有中子轰击铀块就可以产生链式反响吗?整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.铀核的裂变和裂变方程(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,复核中由于核子的剧烈运动,使核变成不规那么的形状。(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或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)常见的裂变方程:整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析2.链式反响的条件(1)铀块的体积大于临界体积。(2)铀块的质量大于临界质量。以上两个条件满足一个即可。3.裂变反响的能量铀核裂变为中等质量的原子核,发生质量亏损,所以放出能量。整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题1】关于重核的裂变,以下说法正确的选项是()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,一定发生链式反响C.重核裂变释放出大量能量,产生明显的质量亏损,所以核子数要减少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,放出核能整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析解析: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即发生核反响,是核能转化为其他形式能的过程,其释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能量。链式反响是有条件的,即铀块的体积必须大于其临界体积,如果体积小,中子从铀块中穿过时,碰不到原子核,那么链式反响就不会发生。在裂变反响中核子数是不会减少的,质量亏损是远小于一个核子的质量的,因此选项A、B、C均错;重核裂变为中等质量的原子核时,由于核子平均质量小,会发生质量亏损,从而释放出核能,选项D正确。答案:D整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练1关于铀核裂变,以下说法正确的选项是()

A.铀核裂变的产物是多种多样的,但只能裂变成两种不同的核B.铀核裂变时还能同时释放2~3个中子C.为了使裂变的链式反响容易进行,最好用纯铀235D.铀块的体积对产生链式反响无影响解析:铀核受到中子的轰击,会引起裂变,裂变的产物是多种多样的,具有极大的偶然性,但裂变成两块的情况多,也有的分裂成多块,并放出几个中子,铀235受中子的轰击时,裂变的概率大,且可以俘获各种能量的中子而引起裂变,而铀238只有俘获能量在1MeV以上的中子才能引起裂变,且裂变的几率小,而要引起链式反响,必须使铀块体积超过临界体积。综上所述,选项B、C正确。答案:BC整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究二核电站

如图,核电站工作流程示意图。

核电站工作流程(1)核电站的核心设施是什么?(2)核电站是如何实现能量的转化与转移的?整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.核电站的主要组成核电站的核心设施是核反响堆,反响堆用的核燃料是铀235,它的主要部件列表如下:整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析2.反响堆工作原理(1)在核电站中,核反响堆是热源,如图为简化的核反响堆示意图:铀棒是燃料,由天然铀或浓缩铀(铀235的含量占2%~4%)制成,石墨(重水)为慢化剂,使反响生成的快中子变为慢中子,便于铀235的吸收,发生裂变,慢化剂附在铀棒周围。整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析(2)镉棒的作用是吸收中子,控制反响速度,所以也叫控制棒。控制棒插入深一些,吸收中子多,反响速度变慢,插入浅一些,吸收中子少,反响速度加快,采用电子仪器自动调节控制棒的升降,就能使反响堆平安正常地工作。(3)核反响释放的能量大局部转化为内能,这时通过水、液态钠等作冷却剂,在反响堆内外循环流动,把内能传输出去,用于推动蒸汽机,使发电机发电。发生裂变反响时,会产生一些有危险的放射性物质,很厚的水泥防护层可以防止射线辐射到外面。整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析3.核电站发电的优点(1)消耗的核燃料少。(2)作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大,所能提供的能量大。(3)对环境的污染要比火力发电小。整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】如图是慢中子反响堆的示意图,对核反响堆的以下说法中正确的选项是()A.铀235容易吸收快中子发生裂变反响B.快中子跟减速剂的原子核碰撞后能量减少,变成慢中子,慢中子容易被铀235俘获而引起裂变反响C.控制棒由镉做成,当反响过于剧烈时,使控制棒插入深一些,让它多吸收一些中子,链式反响的速度就会慢一些D.假设要使裂变反响更剧烈一些,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,链式反响的速度就会快一些整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析解析:根据铀235的特点,它更容易吸收慢中子而发生裂变,A错误;在反响堆中减速剂的作用就是减少快中子能量从而更易让铀235吸收裂变,B正确;链式反响的剧烈程度取决于裂变释放出的中子总数,镉控制棒可以吸收中子,因而可以控制核反响的快慢,即插入得深,吸收得多,反响将变慢,反之将加快,C正确,D错误。答案:BC整理课件探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2山东荣成石岛湾核电站总装机规模400万千瓦。核电站与火电站相比较,其优势在于()

A.核燃料释放出的能量远大于相等质量的煤放出的能量B.就储能来说,地球上核燃料资源远多于煤炭C.核电站造成的污染远小于相等发电能力的火电站D.核电站比火电站更容易建造解析:核电站与火电站相比,相等质量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要大很多,地球上可开采核矿石储量所能提供的能量约为煤、石油的15倍,只要措施得当,核电站造成的污染很小,核能属于清洁能源,选项A、B、C均正确;核电站的建造难度较大,选项D错误。答案:ABC整理课件123451.关于重核的裂变,以下说法正确的选项是()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,一定发生链式反响C.重核裂变释放出大量能量,产生明显的质量亏损,所以核子数要减少D.重核裂变为中等质量的核时,要发生质量亏损,放出核能解析:核裂变释放的能量来源于裂变过程的质量亏损,是核能转化为其他形式能的过程,其能量远大于俘获中子时吸收的能量,A错,D对;链式反响发生是有条件的,铀块的体积必须大于其临界体积,否那么,中子从铀块中穿过时,可能碰不到原子核,那么不会发生链式反响,B错;重核裂变时,质量数守恒,C错。答案:D整理课件123452.中国承诺到2021年碳排放量下降40%~45%。为了实现负责任大国的承诺,我国将新建核电站工程。目前关于核电站获取核能的根本核反响方程可能是()解析:重核的裂变是指质量数较大的原子核分裂成两个中等质量的原子核,A是裂变反响,A正确;B为β衰变,C是发现质子的反响,D是α衰变。答案:A整理课件12345整理课件123454.核反响堆是实现可控制的重核裂变链式反响的一种装置,它的主要组成局部是(