高中物理 第十九章 原子核 第6节 核裂变学案 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6节核__裂__变重核的裂变[探新知·基础练]1．裂变定义重核分裂为质量较小的核，释放出核能的反应。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，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物质的质量大于等于临界质量。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．核裂变反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，同时遵循电荷数守恒。(√)2．裂变物质的体积需要大于等于临界体积，链式反应才能顺利进行。(√)[释疑难·对点练]1．铀核的裂变和链式反应(1)哈恩的发现：1938年12月，德国物理学家哈恩与斯特拉斯曼在利用中子轰击铀核时，发现了铀核的裂变，向核能的利用迈出了第一步。(2)裂变的解释：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，由于复核中核子的激烈运动，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2～3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，一般来说，平均每个核子放出的能量约为1MeV,1kg铀235全部裂变放出的能量相当于2800t优质煤燃烧时释放的能量。裂变时能产生几万度的高温。(3)铀核裂变的条件：①铀核的裂变只能发生在人为的核反应中，自然界中不会自发地产生裂变，而是发生衰变。②要使铀核裂变，首先要利用中子轰击铀核，使其分裂，并放出更多的中子，这些中子再去轰击更多的铀核，产生更多的中子，就形成了链式反应。③链式反应速度很快，如不加以控制，能量在瞬间急剧释放引起剧烈爆炸(如原子弹)。如果运用一定办法加以控制就可以和平利用这种巨大的能量(如核电站、核潜艇等)。[特别提醒]裂变的链式反应需要一定的条件才能维持下去：(1)要有足够浓度的铀235。(2)要有足够数量的慢中子。(3)铀块的体积要大于等于临界体积。[试身手]1．链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是()A．质子B．中子C．β粒子D．α粒子解析：选B重核的裂变需要中子的轰击，在链式反应中，不断放出的高速中子使裂变可以不断进行下去，B项正确。核电站[探新知·基础练]1．核电站定义核电站是利用核能发电，它的核心设施是反应堆，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，采用石墨、重水或普通水作慢化剂。(3)控制棒：为了控制能量释放的速度，就要想办法减少中子的数目，采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉吸收中子的特性，就可以容易地控制链式反应的速度。2．工作原理核燃料裂变释放能量，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。4．核污染的处理为避免射线对人体的伤害和放射性物质对水源、空气和工作场所造成的放射性污染，在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变反应放出的各种射线。核废料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．核废料具有很强的放射性，需要深埋地下。(√)2．利用核能发电污染少。(√)[释疑难·对点练]原子核的链式反应可以在人工控制下进行，使核能较平缓地释放出来，这样释放的核能就可以为人类的和平建设服务。裂变反应堆的结构和工作原理如下表所示：组成部分材料作用裂变材料(核燃料)浓缩铀(U)提供核燃料慢化剂(减速剂)石墨、重水或普通水使裂变产生的快中子减速控制棒镉吸收减速后的中子，控制反应速度反射层石墨阻止中子逃逸热交换器水产生高温蒸汽，推动汽轮发电机发电防护层金属套和钢筋混凝土防止射线对人体及其他生物体的侵害[特别提醒](1)核电站不排放二氧化碳、氮氧化合物等造成温室效应或酸雨的气体和烟尘，有利于环境保护。(2)为防止放射性物质的泄漏，核电站一般有4道安全屏障，大大提高...