人教版物理选修3-5同步课件：第19章 第6节 核裂变
文档属性
| 名称 | 人教版物理选修3-5同步课件：第19章 第6节 核裂变 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-01-03 13:33:02 | ||
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文档简介
课件41张PPT。原子核第十九章第六节 核裂变第十九章核能作为一种新型能源，在人类的发展过程中所起的作用越来越重要。核反应堆中发生着怎样的核反应？1．定义
使重核分裂成__________的原子核的核反应叫重核的裂变。
2．核反应类型
重核的裂变只发生在___________的核反应中，自然界不会自发的产生。重核的裂变中等质量人为控制1．定义
重核裂变产生的______使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫链式反应。
2．条件
发生裂变物质的体积大于____________或裂变物质的质量大于____________。链式反应中子临界体积临界质量1．核电站的工作原理
核电站的核心是____________，其简化示意图如图所示。各部分作用如下：
(1)核燃料：反应堆使用浓缩铀(铀235占3%～4%)制成______作为核燃料，释放______。核电站核反应堆铀棒核能(2)减速剂：用____________________，使裂变中产生的中子减速，以便被铀235吸收。
(3)控制棒：由吸收中子能力很强的______制成，用以控制____________。
(4)水泥防护层：反应堆外层是很厚的________，可防止射线辐射出去。
(5)热交换器：靠______和____________在反应堆内外的循环流动，把产生的热量传输出去。石墨、重水和普通水镉反应速度水泥壁水液态金属钠
2．核电站与火电站相比有何优缺点
(1)优点：①核电站消耗的燃料______。
②作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量______。
③火电站烧煤要放出很多污染物，而核电站放出的污染物要_________。
(2)缺点：①一旦核泄漏会造成严重的________。
②核废料处理____________。很少很大少得多核污染比较困难一、重核的裂变及链式反应
1．铀核的裂变
(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式。
(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，裂变就会不断进行下去，释放出越来越多的核能。
(3)核能的释放：由于重核的核子的平均质量大于中等质量原子核的核子的平均质量，因此，铀核裂变为中等质量的原子核时，会发生质量亏损，释放核能。
2．链式反应的条件
(1)要有足够浓度的235U；
(2)要有足够数量的慢中子；
(3)铀块的体积要大于临界体积。
3．裂变反应的能量
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。一个铀235核裂变时释放的能量如果按200MeV估算，1kg铀235全部裂变放出的能量相当于2800t标准煤完全燃烧时释放的能量，裂变时能产生几百万度的高温。
答案：(1)不是 (2)不能
解析：重核的裂变不能自发地进行，只能发生在人工控制的核反应中，只有达到链式反应的条件时，才会发生重核的裂变。
二、核能的利用
1．核武器
原子弹杀伤力强大的原因是核能在极短的时间内释放出来。2．核电站
核电站是利用缓慢释放的核能来发电，这是核能的和平利用。
如图所示为核电站工作流程示意图3．核反应堆
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：特别提醒：
在利用核反应堆发电时，一定要注意安全防护，历史上曾经有过核电站泄漏事故。答案：镉有吸收中子的特性，减少中子的数目，可以控制能量释放的速度，而原子弹需要在极短的时间内释放大量核能，发生猛烈爆炸，不需要控制速度，故不需要镉棒。对核裂变的理解其中各粒子质量分别为
mU＝235.043 9u，mn＝1.008 67u，
mSr＝89.907 7u，mXe＝135.907 2u，
质量亏损为
Δm＝(mU＋mn)－(mSr＋mXe＋10mn)＝0.151 0u
可见铀裂变的质量亏损是远小于一个核子的质量的，核子数是不会减少的，因此选项A、B、C均错。重核裂变为中等质量的原子核时，由于核子平均质量小，会发生质量亏损，从而释放出核能。
综上所述，选项D正确。
答案：D核能的利用A．铀235容易吸收快中子发生裂变反应
B．快中子跟减速剂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，使控制棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些
D．若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
易错分析：不知道铀235容易吸收慢中子的特点而错选A项。不理解反应堆的工作原理而错选D项。
正确解答：根据铀235的特点，它更容易吸收慢中子而发生裂变，A错误；在反应堆中减速剂的作用就是减少快中子能量从而更易让铀235吸收裂变，B正确；链式反应的剧烈程度取决于裂变释放出的中子总数，镉控制棒可以吸收中子，因而可以控制核反应的快慢，即插入的深，吸收的多，反应将变慢，反之将加快，C正确，D错误。
正确答案：BC
使重核分裂成__________的原子核的核反应叫重核的裂变。
2．核反应类型
重核的裂变只发生在___________的核反应中，自然界不会自发的产生。重核的裂变中等质量人为控制1．定义
重核裂变产生的______使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫链式反应。
2．条件
发生裂变物质的体积大于____________或裂变物质的质量大于____________。链式反应中子临界体积临界质量1．核电站的工作原理
核电站的核心是____________，其简化示意图如图所示。各部分作用如下：
(1)核燃料：反应堆使用浓缩铀(铀235占3%～4%)制成______作为核燃料，释放______。核电站核反应堆铀棒核能(2)减速剂：用____________________，使裂变中产生的中子减速，以便被铀235吸收。
(3)控制棒：由吸收中子能力很强的______制成，用以控制____________。
(4)水泥防护层：反应堆外层是很厚的________，可防止射线辐射出去。
(5)热交换器：靠______和____________在反应堆内外的循环流动，把产生的热量传输出去。石墨、重水和普通水镉反应速度水泥壁水液态金属钠
2．核电站与火电站相比有何优缺点
(1)优点：①核电站消耗的燃料______。
②作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量______。
③火电站烧煤要放出很多污染物，而核电站放出的污染物要_________。
(2)缺点：①一旦核泄漏会造成严重的________。
②核废料处理____________。很少很大少得多核污染比较困难一、重核的裂变及链式反应
1．铀核的裂变
(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式。
(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，裂变就会不断进行下去，释放出越来越多的核能。
(3)核能的释放：由于重核的核子的平均质量大于中等质量原子核的核子的平均质量，因此，铀核裂变为中等质量的原子核时，会发生质量亏损，释放核能。
2．链式反应的条件
(1)要有足够浓度的235U；
(2)要有足够数量的慢中子；
(3)铀块的体积要大于临界体积。
3．裂变反应的能量
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。一个铀235核裂变时释放的能量如果按200MeV估算，1kg铀235全部裂变放出的能量相当于2800t标准煤完全燃烧时释放的能量，裂变时能产生几百万度的高温。
答案：(1)不是 (2)不能
解析：重核的裂变不能自发地进行，只能发生在人工控制的核反应中，只有达到链式反应的条件时，才会发生重核的裂变。
二、核能的利用
1．核武器
原子弹杀伤力强大的原因是核能在极短的时间内释放出来。2．核电站
核电站是利用缓慢释放的核能来发电，这是核能的和平利用。
如图所示为核电站工作流程示意图3．核反应堆
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：特别提醒：
在利用核反应堆发电时，一定要注意安全防护，历史上曾经有过核电站泄漏事故。答案：镉有吸收中子的特性，减少中子的数目，可以控制能量释放的速度，而原子弹需要在极短的时间内释放大量核能，发生猛烈爆炸，不需要控制速度，故不需要镉棒。对核裂变的理解其中各粒子质量分别为
mU＝235.043 9u，mn＝1.008 67u，
mSr＝89.907 7u，mXe＝135.907 2u，
质量亏损为
Δm＝(mU＋mn)－(mSr＋mXe＋10mn)＝0.151 0u
可见铀裂变的质量亏损是远小于一个核子的质量的，核子数是不会减少的，因此选项A、B、C均错。重核裂变为中等质量的原子核时，由于核子平均质量小，会发生质量亏损，从而释放出核能。
综上所述，选项D正确。
答案：D核能的利用A．铀235容易吸收快中子发生裂变反应
B．快中子跟减速剂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，使控制棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些
D．若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
易错分析：不知道铀235容易吸收慢中子的特点而错选A项。不理解反应堆的工作原理而错选D项。
正确解答：根据铀235的特点，它更容易吸收慢中子而发生裂变，A错误；在反应堆中减速剂的作用就是减少快中子能量从而更易让铀235吸收裂变，B正确；链式反应的剧烈程度取决于裂变释放出的中子总数，镉控制棒可以吸收中子，因而可以控制核反应的快慢，即插入的深，吸收的多，反应将变慢，反之将加快，C正确，D错误。
正确答案：BC