核裂变　核聚变+高二下学期物理教科版选择性必修第三册

4核裂变核聚变第五章原子核与基本粒子Highschoolphysics了解核反应堆的工作原理，初步了解核电站的构成，知道如何控制核反应的速度02知道什么是核裂变和链式反应，知道维持链式反应的条件，会写核裂变方程，会用质量亏损计算核裂变产生的核能01知道什么是核聚变，知道核聚变发生的条件，了解受控热核反应，会利用质量亏损计算核聚变产生的核能03重点重难点1964年10月16日，中国第一颗原子弹在罗布泊荒漠上爆炸成功，其爆炸力相当于1.8万吨TNT炸药。爆炸时安放原子弹的钢塔全部熔化，半径400m内，沙石被烧成黄绿色的玻璃状物质，半径1600m范围内所有动植物全部死亡。巨大的核能是从哪里来的？答案铀核的裂变释放出的能量。【点击图片

播放视频】核裂变链式反应011938年，德国放射化学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现用中子轰击铀核的产物中含有中等质量的原子核钡和氪。奥地利物理学家迈特纳和弗里施对哈恩等人的发现做出了解释：铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的新核。奥托·哈恩莉泽·迈特纳

核裂变1.定义重核分裂成几个中等质量原子核的核反应现象称为核裂变。2.铀核裂变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。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，这样的反应称为链式反应。链式反应1.定义2.临界体积把能够发生链式反应的裂变物质的最小体积叫作临界体积。3.核裂变的能量如图所示为核裂变示意图。答案重核裂变不能自发进行，只能发生在人工控制的核反应中，所以重核裂变不是一种天然现象。(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应吗？答案不是。有中子轰击铀块且铀块的体积大于或等于临界体积，才会发生链式反应。1.关于重核的裂变，下列说法正确的是A.核裂变时释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B.重核裂变时释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，核子数减少C.铀核自发放出α粒子、β粒子时要释放能量，核电站利用的就是这一能量D.重核的比结合能小于中等质量核的比结合能，所以重核裂变成中等质

量核时，要放出核能，有质量亏损√比结合能是核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量，或原子核拆解成核子时每个核子平均吸收的能量。重核的比结合能小于中等质量核的比结合能，可见由重核裂变成中等质量的核要放出能量，有质量亏损，选项D正确；铀核裂变放出的能量是原子核的核能，不等于俘获中子时得到的能量，选项A错误；裂变过程遵循质量数守恒、电荷数守恒，选项B错误；核电站利用的是裂变释放的能量，选项C错误。中子轰击质量较大的原子核，使之分裂成中等质量的原子核，同时释放大量的能量，放出更多的中子的过程叫重核裂变。重核裂变1.重核裂变原因：核反应前后有质量亏损（根本原因是重核的平均结合能比中等质量的核的平均结合能小）2.重核的裂变是放能核反应在重核裂变为两个中等质量核的过程中要释放能量，且释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量。

核反应堆核电站02【点击图片

播放视频】核反应堆1.定义一种人为可控的核裂变链式反应装置按引起裂变的中子能量可分为慢中子反应堆快中子反应堆2.分类3.主要组成部分及作用组成部分材料作用裂变材料(核燃料)铀棒(浓缩铀)提供核燃料组成部分材料作用减速剂(慢化剂)石墨、重水或普通水(也叫轻水)使裂变产生的快中子减速控制棒镉或硼吸收中子，控制反应速度冷却剂水或液态的金属钠传输热量防护层厚水泥层防止放射线泄漏，对人体及其他生物体造成伤害核能发电：核电站推动汽轮发电机发电核能水的内能转化水变成高温高压的蒸汽温度升高利用核反应堆中核裂变所释放出的核能进行发电3.如图为普通核反应堆的结构示意图，通过铀235链式反应实现核能的可控释放。下列关于核反应堆工作中的说法正确的是A.正常运行的反应堆，水泥防护层外能检测到大

量α粒子B.中子速度越快越容易发生链式反应C.通过改变镉棒的插入深度来控制反应速度D.铀核裂变时释放能量的多少与生成物种类无关√石墨镉棒铀棒水泥防护层正常运行的核反应堆主要的辐射有γ辐射和中子辐射，所以水泥防护层外不可能检测到大量α粒子，故A错误；中子速度越快越不容易使链式反应发生，故B错误；利用镉棒对中子吸收能力强的特点，通过改变镉棒的插入深度，从而改变中子的数量来控制反应速度，故C正确；核裂变释放的能量与反应前后质量亏损有关，铀核裂变时会因产物种类不同导致质量亏损不同，释放能量不同，故D错误。核聚变受控热核反应03【点击图片

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核聚变1.定义把轻原子核聚合成较重原子核的反应称为聚变反应，简称核聚变。2.核反应方程举例

3.条件必须要上亿摄氏度的温度③核聚变反应所用的燃料氘，在地球上的储量非常丰富。4.核聚变反应和核裂变反应相比，具有很多优越性。①在消耗相同质量的核燃料时，能释放更多的能量。②核聚变反应没有放射性废料产生。②激光惯性约束：受控热核反应1.实现可控核聚变反应的难点核聚变所需温度太高，地球上没有任何容器能够经受如此高的温度。2.控制方法①磁约束：利用磁场约束参加反应的物质。在惯性约束下，可以用激光从各个方向照射参加反应的物质，使它们“挤”在一起发生反应。

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核裂变核聚变核裂变链式反应1.核裂变：重核分裂成几个中等质量原子核的核反应现象

核反应堆核电站3.链式反应：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。4.重核的裂变是