物理人教版（2019）选择性必修第三册5.4核裂变与核聚变（共20张ppt）

(共20张PPT)
4.核裂变与核聚变
第五章 原子核
人教版 物理 选择性必修第三册
一、核裂变的发现
1.核裂变: 重核被　中子　轰击后分裂成两个或多个中等质量核的反应。
2.链式反应: 由重核裂变产生的　中子　使核裂变反应一代接一代继续下去的过程,叫作核裂变的链式反应。
3.临界体积和临界质量:核裂变物质能够发生链式反应的　最小　体积叫作它的临界体积,相应的质量叫作临界质量。
微思考1铀核的裂变是一种天然放射现象吗
提示:不是。铀核在受到中子轰击后才发生裂变,不是天然放射现象,属于核反应。
基础认识
微训练1(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
答案:CD
二、反应堆与核电站
1.反应堆的构造和用途。
(1)铀棒的用途:核燃料。
(2)慢化剂:石墨、　重水　和普通水(也叫轻水)。
(3)镉棒:控制核反应　速度　。
2.核电站的工作流程。
(1)核电站发电原理。
核燃料发生核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内外循环流动,把反应堆内的　热量　传输出去,用于发电。
(2)核电站工作流程。
微思考2水在工作流程中起什么作用
提示:第一回路中,水起着传递热量的作用。第二回路中,水被加热生成高温高压蒸汽,驱动汽轮机运转。
微训练2镉棒在核反应堆中的作用是(　　)
A.使快中子变慢中子
B.使慢中子变快中子
C.使反应速率加快
D.控制反应速率,调节反应速率快慢
答案:D
三、核聚变
1.核聚变:两个　轻核　结合成质量较大的核的核反应。
2.核聚变条件:轻核的距离要达到　10-15 m　以内。
3.核聚变优点。
(1)轻核聚变产能　效率高　。
(2)燃料氘　储量丰富　。
(3)轻核聚变更为　安全、清洁　。
4.约束方法。
(1)磁约束:带电粒子运动时,在匀强磁场中会由于 洛伦兹力　的作用而不飞散,因此有可能利用磁场来约束参加反应的物质,这就是磁约束。
(2)惯性约束:利用核聚变物质的惯性进
行约束。在惯性约束下,可以用高能量密
度的　激光　或X射线从各个方向照射
参加反应的物质,使它们“挤”在一起发生
反应。由于核聚变反应的时间非常短,被“挤”在一起的核聚变物质因自身的惯性还来不及扩散就完成了核反应。
微思考3核聚变为什么需要几百万开尔文的高温
提示:要使轻核发生聚变就必须使它们间的距离达到核力发生作用的距离,而核力是短程力,作用距离在10-15 m以内时,质子间的库仑斥力非常大,为了克服库仑斥力就需要原子核具有非常大的动能才会撞到一起,当温度达到几百万开尔文时,原子核就可以具有这样大的动能。
微训练3下列关于聚变的说法不正确的是(　　)
A.要使聚变产生,必须克服库仑斥力做功
B.轻核聚变需要几百万开尔文的高温,因此聚变又叫热核反应
C.原子弹爆炸能产生几百万开尔文的高温,所以氢弹利用原子弹引发热核反应
D.自然界中不存在天然的热核反应
答案:D
典例剖析
钍基熔盐堆核能系统是第四代核能系统之一,其中钍基核燃料铀由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次β衰变而来。铀的一种典型裂变产物是钡和氪。以下说法正确的是(　　)
D.在铀核裂变成钡和氪的核反应中,核子的比结合能减小
一 核裂变
A
重难突破
误区警示 1.重核裂变是中子轰击质量数较大的原子核,使之分裂成中等质量的原子核,同时释放大量的能量,放出更多的中子的过程。
2.重核的裂变是放能核反应,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相比中等质量的核的比结合能要小。
学以致用
核动力潜艇上核反应堆中可能的一个核反应方程为
A.该核反应属于原子核的衰变
B.核反应方程中x=2
D
典例剖析
右图是慢中子反应堆的示意图,对该反应堆
的下列说法正确的是(　　)
A.铀235容易吸收快中子后发生裂变反应
B.快中子跟慢化剂中的原子核碰撞后能量
减少,变成慢中子,慢中子容易被铀235俘获而引起裂变反应
C.控制棒由镉做成,当反应过于激烈时,使控制棒插入浅一些,让它少吸收一些中子,链式反应的速度就会慢一些
二 反应堆　核电站
D.要使裂变反应更激烈一些,应使控制棒插入深一些,使大量快中子碰撞控制棒后变成慢中子,链式反应的速度就会快一些
答案:B
规律总结 1.反应堆问题要弄清镉棒、铀棒、慢化剂以及水泥防护层的用途。
2.核电站工作流程要理解水在循环中的作用。
学以致用
(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
答案:AB
典例剖析
A.3.7 MeV B.3.3 MeV
C.2.7 MeV D.0.93 MeV
三 核聚变
B
学以致用
下面列出的核反应方程,属于聚变的是(　　)
答案:A
再 见