高中物理 第十九章 第六节 重核的裂变学案 新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理学案VIP免费

第十九章原子核6重核的裂变【学习目标】1．知道重核的裂变反应与链式反应、原子弹原理。2．了解裂变反应堆的工作原理及类型。【重点难点】1．裂变反应的特点及链式反应的条件。2．核反应堆与核电站。【课前预习】1．核裂变（1）定义：________分裂成质量较小的核，________（填“释放”或“吸收”）出核能的反应。（2）典型的铀核裂变反应方程：________（3）链式反应：当一个________引起一个核裂变后，裂变中放出的________再引起其他核裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应。（4）把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的________，相应的质量叫做________2．核反应堆（1）原子核的链式反应________（填“可以”或“不可以”）在人工控制下进行。这样，释放的核能就________（填“可以”或“不可以”）为人类和平建设服务。（2）反应堆中，为了使裂变产生的中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有________、________、和________。（3）为了调节中子数目以控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些________棒。它吸收中子的能力很强，这种________棒叫做控制棒。（4）反应堆放出的热使水变成________，从而推动汽轮发电机发电。【预习检测】1.吸收一个慢中子后，分解成和，并放出（）A．一个粒子B．一个氘核C．三个中子D．两个中子2.核反应堆中的镉棒的作用是（）A．减小中子的能量，使快中子变成慢中子B．调节中子的数目，控制反应的速度C．屏蔽射线，以防伤害人体D．控制核反应堆的温度3.下列核反应中属于裂变反应的是（）1A．B．C．D．参考答案【课前预习】1.（1）重核，释放；（2）3；（3）中子，中子；（4）临界体积，临界质量2．（1）可以，可以；（2）石墨，重水，轻水；（3）镉，镉；（4）水蒸气【预习检测】1．C，2．B，3．D▲堂中互动▲【典题探究】【例1】在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。（1）核反应方程式是反应堆中发生的许多核反应的一种，n为中子，X为待求粒子，为的个数，则为________，=________，以分别表示、、核的质量，分别表示中子、质子的质量，为光在真空中的传播速度，则在上述核反应过程中放出的核能=________。（2）有一座发电能力为的核电站，核能转化为电能的效率。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题（1）中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能，核的质量，求每年（1年）消耗的的质量。［答案］（1）3（2）〖解析〗（1）X为中子n，个数为3，由质能方程可求得放出的核能2（2）反应堆每年提供的核能，其中表示1年的时间，以表示每年消耗的的质量，得，解得，代入数据得【例2】人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程，请按要求回答下列问题。（1）卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。①___________________________________________________。②___________________________________________________。在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途。___________________________________________________。（2）在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂。中子在重水中可与核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？〖解析〗（1）卢瑟福提出了原子的核式结构模型（或其他成就）；玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱（或其他成就）；查德威克发现了中子（或其他成就）。射线2为射线，穿透力强，可用于金属探伤（其他答案合理即可）（2）设中子质量为，靶核质量为，由动量守恒定律：由能量守恒：解得：在重水中靶核质量：，3123在石墨中靶核质量：，与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好。4