5.2 裂变及其应用[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.会判断和书写核裂变方程,能计算核反应释放的能量.3.了解核电站的安全性能及核废料的处理.一、核裂变和链式反应[导学探究] 如图 1 为铀核裂变示意图.图 11.铀核裂变是如何发生的?答案 (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,同时放出中子,这些中子又引起其他铀核裂变,这样,裂变反应一代接一代继续下去,形成链式反应.2.铀核裂变在自然界中能自发进行吗?答案 重核的裂变只能发生在人为控制的核反应中,在自然界中不会自发地发生,故铀核裂变不会自发地进行.要使铀核裂变,首先要利用中子轰击铀核,使铀核分裂,分裂产生更多的中子,这些中子继续与其他铀核发生反应,再引起新的裂变,这样就形成了链式反应.[知识梳理] 对核裂变和链式反应的理解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:铀核裂变时,通常会放出 2 到 3 个中子,这些中子可以作为新的“炮弹”轰击其他的铀核,使裂变反应不断地进行下去,这种反应叫做链式反应.4.发生链式反应的条件:发生裂变物质的体积大于等于临界体积或发生裂变物质的质量大于等于临界质量.[即学即用] 判断下列说法的正误.(1)铀核的裂变是一种天然放射现象.( × )(2)铀块的质量大于或等于临界质量时链式反应才能不停地进行下去.( √ )(3)中子的速度越快,越容易发生铀核裂变.( × )(4)铀核裂变的产物是钡和氪,且固定不变,同时放出三个中子.( × )二、核电站[知识梳理] 核反应堆的结构及核电站的认识1.核电站是利用核能发电,它的核心设施是反应堆,主要由以下几部分组成:(1)裂变材料:铀棒;(2)慢化剂:铀 235 容易捕获慢中子而发生反应,通常用石墨、重水或普通水(也叫轻水)作慢化剂;(3)控制棒:用镉或硼钢制成,用来吸收减速后的中子,控制反应强度;(4)反射层:一般用石墨做材料,阻止中子逃逸;(5)热交换器:利用水循环,把反应堆中的热量传输出去;(6)防护层:由金属套、防止中子外逸的水层以及 1~2m 厚的钢筋混凝土构成.2.裂变反应...