2019_2020学年高中物理第3章5核裂变学案教科版

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1、5.核裂变[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．(重点)2.知道什么是链式反应．(重点)3.会计算重核裂变过程中释放出的能量．(重点)4.知道什么是核反应堆．了解常用裂变反应堆的类型．(难点)一、核裂变与链式反应1．核裂变重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出核能的过程．2．铀核裂变用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是U＋n―→Ba＋Kr＋3n.3．链式反应当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中子再引起其他重核裂变

2、，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应．4．链式反应的条件发生裂变物质的体积大于临界体积或裂变物质的质量大于临界质量．二、核电站1．核能释放的控制通过可控制的链式反应实现核能释放的装置称为核反应堆．2．减速剂反应堆中，为了使裂变产生的快中子减速，在铀棒周围要放“减速剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水．3．控制棒为了控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收中子的能力很强，反应过于激烈时，可将其插入深一些，多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫作控制棒．4．能量输出核燃

3、料裂变释放的能量使反应区温度升高，水或液态的金属钠等流体在反应堆外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电．5．核污染及防护核废料具有强烈的放射性，并且持续时间非常长．为保证核电站的安全，新建的核电站设有核燃料芯块的密封包壳、回路系统的密封设施及核电站的安全壳．1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)铀核的裂变是一种天然放射现象．(×)(2)铀块的质量大于临界质量时链式反应才能不停地进行下去．(√)(3)铀核裂变时能释放出多个中子．(√)(4)核反应堆可以人工控制核反应速度．(√)(5

4、)减速剂的作用使快中子减速变成慢中子．(√)(6)链式反应一旦形成无法进行人工控制．(×)2．(多选)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能量，产生明显的质量亏损，但核子数不变D．重核裂变为中等质量的核时，放出核能CD　[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错误，D正确．发生链式反应是有条件的，铀块的体积必须大于其临界体

5、积，否则中子从铀块中穿过时，可能碰不到原子核，则不会发生链式反应，B错误．重核裂变时，核子数守恒，C正确．]3．(多选)关于核反应堆，下列说法正确的是(　　)A．铀棒是核燃料，裂变时释放核能B．镉棒的作用是控制反应堆的功率C．铀棒的作用是控制反应堆的功率D．石墨的作用是吸收中子AB　[铀棒是核燃料，裂变时可放出能量，故A正确；镉棒吸收中子的能力很强，作用是调节中子数目以控制反应速度，即控制反应堆功率，故B正确，C错误；慢中子最容易引发铀核裂变，所以在快中子碰到铀棒前要进行减速，石墨的作用是使中子减速，

6、故D错误．]对铀核裂变和链式反应的分析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①U＋n―→Xe＋Sr＋2n.②U＋n―→Ba＋Kr＋3n.2．链式反应的条件(1)有慢中子轰击．(2)铀块的

7、体积大于临界体积，或铀块的质量大于临界质量．以上两个条件满足一个，则另一个条件自动满足．3．裂变反应的能量：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．一个铀235核裂变时释放的能量如果按200MeV估算，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能量，裂变时能产生几百万度的高温．【例1】　1938年哈恩用中子轰击铀核，发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线．下列关于这个实验的说法中正确的是(　　)A．这个实验的核反应方程是U＋n→Ba＋Kr

8、＋nB．这是一个核裂变过程，反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和C．这个反应中释放出的能量不可以用爱因斯坦的质能方程来计算D．实验中产生的γ射线穿透能力极强[思路点拨]　(1)核反应方程必须满足质量数守恒和核电荷数守恒．(2)核反应为放能反应时反应前粒子的质量之和一定大于反应后粒子的质量之和．D　[根据质量数守恒、电荷数守恒，铀核裂变的核反应方程应为：U＋n→Ba＋Kr＋3n，选项A不正确；铀核裂变过程中产生γ射线，放出能量，发生质量亏损，释放的能量