6核裂变7核聚变8粒子和宇宙[目标定位]1.知道重核的裂变产物和链式反应发生的条件.2.知道核聚变，关注受控聚变反应的研究进展.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．一、核裂变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铀核裂变后，裂变释放的中子再引起其他铀核裂变，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等于临界体积或裂变质量大于等于临界质量．【深度思考】根据所学知识想一想核裂变反应过程中吸收能量还是放出能量？答案重核的裂变反应是放出能量的反应，原因是核反应前、后质量有亏损，根本原因是重核的比结合能比中等质量的核的比结合能要小，所以在重核分解为两个中等质量核的过程中要释放能量．【例1】铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是()A．铀块的质量是重要因素，与体积无关B．为了使裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D．能否发生链式反应与铀的质量无关解析要使铀核裂变产生链式反应，铀块的体积必须大于或等于临界体积或铀块的质量大于或等于临界质量，只要组成铀块的体积小于临界体积或质量小于临界质量就不会产生链式反应，裂变反应中产生的中子为快中子，这些快中子不能直接引发新的裂变，如果铀块的质量大，则其体积大，若超过临界体积时则发生链式反应，由此知A、B、D错误，C正确．答案C链式反应的条件：(1)铀块的体积大于等于临界体积．(2)铀块的质量大于等于临界质量．以上两个条件满足一个即可．【例2】用中子轰击铀核(U)，其中的一个可能反应是分裂成钡(Ba)和氪(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.试写出核反应方程，求出反应中释放的核能．解析根据反应前、后质量数守恒、电荷数守恒和反应中的能量守恒，就可以写出核反应方程．根据核反应前、后的质量亏损，用爱因斯坦质能方程就可求出释放的核能．铀核裂变方程为n＋U―→Ba＋Kr＋3n，则核反应前、后的质量亏损为Δm＝mU＋mn－mBa－mKr－3mn＝3.578×10－28kg.由爱因斯坦质能方程可得释放的核能为ΔE＝Δmc2＝3.578×10－28×(3×108)2J＝3.2202×10－11J.答案n＋U―→Ba＋Kr＋3n3.2202×10－11J核裂变反应同样遵循核反应规律：质量数守恒、电荷数守恒．计算放出的能量时用爱因斯坦质能方程求解，ΔE＝Δmc2.二、核电站1．核电站利用核能发电，它的核心设施是核反应堆．它主要由以下几部分组成：(1)燃料：铀棒．(2)慢化剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，可采用石墨、重水、普通水作减速剂．(3)控制棒：为控制能量释放的速度，需控制中子的数目，采用镉棒作为控制棒来控制链式反应的速度．2．工作原理核燃料裂变释放的能量，使反应区温度升高．3．能量输出利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内、外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却．4．核污染的处理在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，核废料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下．【例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．石墨的作用是吸收中子D．冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能解析铀棒是核燃料，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；慢中子最容易引发核裂变，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，故C错误；水或液态金属钠等流体在反应堆内、外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却，控制温度，故D正确．答案ABD核电站的主要部件及作用如下表：部件名称项...
