课件24张PPT。第一节 原子核的组成第十九章 原子核 人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的? 人们认识原子核的结构就是从天然放射性开始的。 1896年,法国物理学家贝克勒尔发现,铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线,这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光,物质发射射线的性质称为放射性.具有发射性的元素称为放射性元素.元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象.一、天然放射现象钡铀云母翠砷铜铀矿斜水钼铀矿铀钙石矿 放射性不是少数几种元素才有的,研究发现,原子序数大于82的所有元素,都能自发的放出射线,原子序数小于83的元素,有的也具有放射性.放大了1000倍的铀矿石在放射性现象中放出的射线是什么东西呢?
它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外,还有些什么性质呢?
这些射线带不带电呢?二、射线到底是什么氦原子核高速
电子流高能量
电磁波1/10光速接近光速光速弱较强很强很容易较弱更小阅读课文填写表格:放射型物质发出的射线有三种:三种射线α射线
β射线
γ射线 α射线 根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定,偏转较小的一束由带正电荷的粒子组成,我们把它叫做α射线,α射线由带正电的α粒子组成.科学家们研究发现每个α粒子带的正电荷是电子电荷的2倍,α粒子质量大约等于氦原子的质量.进一步研究表明α粒子就是氦原子核.
由于α粒子的质量较大,所以α射线的穿透本领最小,我们用一张厚纸就能把它挡住.
β射线 与α射线偏转方向相反的那束射线带负电荷,我们把它叫做β射线.研究发现β射线由带负电的粒子(β粒子)组成.进一步研究表明β粒子就是电子.
β射线的穿透本领较强,很容易穿透黑纸,还能穿透几厘米厚的铝板. γ射线 中间不发生偏转的那束射线叫做γ射线,研究表明,γ射线的实质是一种波长极短的电磁波,它不带电,是中性的.
γ射线的穿透本领极强,一般薄金属板都挡不住它,它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板. 三、原子核的组成放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出来的,这表明原子核也有内部结构.
原子核内究竟还有什么结构?
原子核又是由什么粒子组成的呢? 质子的发现1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,得到了质子。经过研究证明,质子带正电荷,其电量和一个电子的电量相同,它的质量等于一个电子质量的1836倍.进一步研究表明,质子的性质和氢原子核的性质完全相同,所以质子就是氢原子核.
同样的方法,从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。------质子是原子核的组成部分。原子核是否只是由质子组成呢?? 卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子,这一猜想被他的学生查德威克用实验证实,并得到公认.中子的发现1932年英国物理学家查德威克又发现了中子,通过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同,但是不带电.是中性粒子.在对各种原子核进行的实验中,发现质子和电子是组成原子核的两种基本粒子. 原子核的表示:X表示元素符号Z表示质子数A表示质量数 如质子数相同,中子数不同,(质量数当然不同),则互为同位素。原子核的组成中子 质子 统称核子 U He H 1
14
2235
92X A
Z(核)电荷数质量数10-15m 元素符号 质子中子核子质子数核外电荷数原子序数质量数核子数中子+质子同位素12原子核的组成氢原子核(H)最简单,它就是一个质子,核外有一个电子绕着它转;
氦原子核(He)是由2个质子和2个中子组成的,核外有2个电子绕着它转;
锂原子核(Li)是由3个质子和4个中子组成的,核外有3个电子分两层绕着它转;
铍原子核(Be)由4个质子和5个中子组成,核外有4个电子分两层绕着它转;
…… 原子核的组成各种原子核内质子的个数(核的电荷数)和核外电子的个数都相同,它也等于该种元素在元素周期表中的原子序数;
原子核内质子和中子的总数叫做核的质量数,它等于该元素原子量的整数部分.
在某种核反应中,一个中子变成一个电子和一个质子.这就是原子核内没有电子,又会放出电子,产生β射线的原因.氘和氚是氢的同位素,关于氢、氘、氚的原子,下列说法哪个正确?
(1)具有相同的质子数、相同的中子数、相同的电子数;
(2)具有不同的质子数、相同的中子数、相同的电子数;
(3)具有相同的质子数、不同的中子数、相同的电子数;
(4)具有相同的质子数、相同的中子数、不同的电子数.
课件4张PPT。探测射线的方法1、云室实验.在云室看到的只是成串的小液滴,它描述的是射线粒子运动的径迹,而不是射线本身.云室利用的是射线的电离本领.径迹的长短和粗细可以知道粒子的性质;粒子轨迹的弯曲方向可以知道粒子带电的正负. ??注意:云室实验装置小,粒子径迹呈现时间较短.
?2.气泡室气泡室在核物理研究中经常用到.气泡室里装的是液体(如液态氢),控制室内的温度和压强,使室内的温度略低于液体的沸点,当气泡室的压强突然降低时,液体的沸点降低因此液体过热,在通过室内射线粒子周围就有气泡形成.通过照片上记录的情况,可以分析粒子的带电、动量、能量等情况.
德国物理学家盖革在1928年与弥勒合作研制出的计数器用来检测放射性是非常方便的,盖革管的结构如图所示:盖革-弥勒计数器窗口阴极阳极接放大器粒子 例题:下列关于放射线的说法中不正确的是 [ ]
A、放射线可以用来进行工业探伤
B、放射线可以使细胞发生变异
C、放射同位素可以用来做示踪原子
D、放射线对人体无害
D课件17张PPT。听说过“点石成金”的传说吗?第二节 放射性元素的衰变第十九章 原子核一、衰变 原子核放出 α粒子或 β粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变 α衰变:放出α粒子的衰变,如 β衰变:放出β粒子的衰变,如 1.定义:2.种类:原子核发生衰变时,衰变前后的电荷数和质量数都守恒. α衰变: β衰变: 说明:
1. 中间用单箭头,不用等号;
2. 是质量数守恒,不是质量守恒;
3. 方程及生成物要以实验为基础,不能杜撰。3.规律:衰变方程4. 本质: α衰变:原子核内少两个质子和两个中子 β衰变:原子核内的一个中子变成质子, 同时放出一个电子 元素的放射性与元素存在的状态无关,
放射性表明原子核是有内部结构的。说明:γ 辐射 原子核的能量也跟原子的能量一样,其变化是不连续的,也只能取一系列不连续的数值,因此也存在着能级,同样是能级越低越稳定。 放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时,往往蕴藏在核内的能量会释放出来,使产生的新核处于高能级,这时它要向低能级跃迁,能量以γ光子的形式辐射出来,因此,γ射线经常是伴随α射线和 β射线产生的,当放射性物质连续发生衰变时,原子核中有的发生α衰变,有的发生β衰变,同时就会伴随着γ辐射(没有γ衰变)。这时,放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β和γ三种射线。5.注意: 一种元素只能发生一种衰变,但在一块放射性物质中可以同时放出α、β和γ三种射线。阅读教材 “半衰期” 部分并思考问题:1。放射性元素的衰变有什么规律?
2。用什么物理量描述?
3。这种描述的对象是什么?二、半衰期(T) 1.意义: 表示放射性元素衰变快慢的物理量 2.定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间
不同的放射性元素其半衰期不同.经过n个半衰期(T)其剩余的质量为: 质量与原子个数相对应,故经过n个半衰期后剩余的粒子数为: 3.公式: 注意:(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的,与原子所处的物理、化学状态无关 (2)半衰期是一个统计规律,只对大量的原子核才适用,对少数原子核是不适用的.??考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为“时钟”,来测量漫长的时间,这叫做放射性同位素鉴年法.阅读课本 “科学漫步”部分例: 经过一系列?衰变和?衰变后,可以变成稳定的元素铅206 ,问这一过程?衰变和?衰变次数?解:设经过x次?衰变,y次?衰变238=206+4x92 = 82 + 2x - yx=8
y=62002年 上海10.完成核反应方程: Th→ Pa+ 。
衰变为 的半衰期是1.2分钟,则64克 经过6分钟还有 克尚未衰变。2 一、原子核的衰变2.衰变原则:质量数守恒,电荷数守恒。1.原子核的衰变:(1)?衰变:原子核放出?粒子的衰变叫做?衰变. (2)β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变. (3)γ衰变:伴随?射线或?射线产生.二、半衰期1、半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间,叫做这种元素的半衰期。2、不同的放射性元素,半衰期不同放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。课堂总结放射性元素半衰变是一个统计规律。作业布置:完成 课后练习及讲学稿课件11张PPT。放射性的应用与防护复习:1、天然放射现象由谁首先发现的,有何意义?2、放射线的种类及性质?3、衰变的种类及衰变所遵循的规律?4、有关半衰期的概念及影响半衰期的因素
和公式?新课教学一、放射性的应用:1、放射性同位素:具有放射性的同位素。2、放射性同位素的应用:(1)利用它的射线作探测和辐照(2)作为示踪原子二、放射性污染和防护:(A)铅核比钍核少24个中子
(B)铅核比钍核少8个质子
(C)共经过4次α衰变和6次β衰变
(D)共经过6次α衰变和4次β衰变B D下列四个方程中,x1 x2 x3 和 x4各代表某种粒子。以下判断中正确的是 ( )
A. x1是中子 B. x2是质子
C. x3是α粒子 D. x4是氘核A C在垂直于纸面的匀强磁场中,有一原来静止的原子核,该核衰变后,放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a,b所示,由图可以判定: [ ]
A.该核发生的是α衰变
B.该核发生的是β衰变
C.磁场方向一定是垂直纸面向里
D.磁场方向向里还是向外不能判定B D 最近几年,原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展。1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时,发现生成的超重元素的核 经过6次a衰变后的产物是 。由此,可在判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( )
(A)124,259 (B)124,265
(C)112,265 (D)112,277D 如图,在匀强磁场中的A点,有一个静止的原子核,当它发生哪一种衰变时,射出的粒子以及新核的轨道才作如图的圆周运动,并确定它们环绕的方向,若两圆的半径之比是45∶1,这个放射性元素原子核的原子序数是多少?解:由动量守恒定律 MV+mv = 0 两者速度方向相反 必须是同种电荷才能外切,所以是 α衰变。由左手定则,两者的环绕的方向均为逆时针方向。r=mv/qB∝1/q qa/qb=rb/ra=2/90 大圆为α粒子,这个原子核的原子序数是92 铀裂变的产物之一氪90( )是不稳定的,它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90( ),这些衰变是 ( )
A.1次α衰变,6次β衰变
B.4 次β衰变
C.2次α衰变
D.2次α衰变,2次β衰变
B 本题中用大写字母代表原子核。E经衰变成为F,再经衰变成为G,再经衰变成为H。上述系列衰变可记为下式:
另一系列衰变如下:
已知P是F的同位素,则 ( )
A.Q是G的同位素,R是H的同位素
B.R是E的同位素,S是F的同位素
C.R是G的同位素,S是H的同位素
D.Q是E的同位素,R是F的同位素 B 若用x代表一个中性原子中核外的电子数,y代表此原子的原子核内的质子数,z代表此原子的原子核内的中子数,则对 的原子来说 ( )
A.x=90 y=90 z=234 B.x=90 y=90 z=144
C.x=144 y=144 z=90 D.x=234 y=234 z=324B课件22张PPT。第五节 核力与结合能原子核的组成 原子核是由质子和中子组成的,质子和中子统称为核子.
电荷数=质子数
质量数=质子数+中子数=核子数 原子核的半径约为10-15m , 只相当原子半径的万分之一。在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大,万有引力太小,只有库仑力的10-36。而通常原子核是稳定的,于是核内还应有另一种力把各种核子紧紧拉在一起, 此力称为核力。核力mpmp库仑力库仑力万有引力万有引力核力 核子靠什么力结合成原子核?核力:能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力.核力具有怎样的特点呢?一、核力: 2. 核力是短程力。约在 10-15m量级时起作用,距离大于0.8×10-15m时为引力, 距离为10×10-15m时核力几乎消失,距离小于0.8×10-15m时为斥力。 3. 核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力,而不是与核内所有核子发生作用。 4. 核力具有电荷无关性。对给定的相对运动状态,核力与核子电荷无关。 要真正了解核子间的相互作用还要考虑核子的组成物——夸克的相互作用。 1. 核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现。除核力外原子核内还存在 弱相互作用(弱力)
弱力是引起中子-质子转变的原因
弱相互作用也是短程力,力程比强力更短,为10-18m,作用强度则比电磁力小。二、原子核中质子与中子的比例二、原子核中质子与中子的比例自然界中较轻的原子核,质子数与中子数大致相等,但对于较重的原子核,中子数大于质子数,越重的元素,两者相差越多。为什么会这样呢?核越来越大,有些核子间的距离越来越远。随着距离的增加,核力与电磁力都会减小,但核力减小得更快。所以,原子核大到一定程度时,相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力,这个原子核就不稳定了。这时,如果不再成对地增加核子,而只增加中子,中子与其他核子没有库仑斥力,但有相互吸引的核力,有助于维系原子核的稳定。由于这个原因,稳定的重原子核里,中子数要比质子数多。 由于核力的作用范围是有限的,如果继续增大原子核,一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用,这时即使再增加中子也无济于事,这样的核必然是不稳定的。
在宇宙演化的进程中,各种粒子有机会进行各种组合,但那些不稳定的组合很快就瓦解了,只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。现在观察到的天然放射性元素,则正在瓦解之中。某一数值时某一数值时相同 由于核子间存在着强大的核力,所以核子结合成原子核或原子核分解为核子时,都伴随着巨大的能量变化. 可见,当核子结合成原子核时要放出一定能量;原子核分解成核子时,要吸收同样的能量.这个能量叫做原子核的结合能.三、结合能结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量,而是为把核子分开而需要的能量。比结合能:结合能与核子数之比,称做为比结合能。也叫平均结合能。
比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。三、结合能四、质量亏损1、例题:四、质量亏损2、质量亏损:原子分解为核子时,质量增加;核子结合成原子核时,质量减少。原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和,叫做质量亏损。1、例题:爱因斯坦质能方程 E=mc2 式中c是真空中的光速,m是物体的质量,E是物体的能量。核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm,正表明它们在互相结合过程中放出了能量
ΔE=Δm·c23、有关问题的理解和注意事项第一.核反应过程中:
核子结合成原子核时,新核质量小于核子的质量(质量亏损),同时以?光子形式释放核能;
原子核分解为核子时,需要吸收一定能量,核子的总质量大于原原子核的质量.第二.核反应过程中,质量亏损时,核子个数不亏损(即质量数守恒),可理解为组成原子核后,核内每个核子仿佛“瘦了”一些.第三.质量亏损并非质量消失,而是减少的质量?m以能量形式辐射(动质量),因此质量守恒定律不被破坏.第四.公式ΔE=Δm·c2 的单位问题国际单位: ?m用“kg” C用“m/s” ΔE用“J”常用单位: ?m用“u(原子质量单位)”
1u=1.660566×10-27kg ΔE用“uc2”
1uc2=931MeV
(表示1u 的质量变化相当于931Me V的能量改变)P39问题与练习 3.当然,2.19MeV的能量的绝对数量并不算大,但这只是组成1个氘核所放出的能量.如果组成的是6.02×1023个氘核时,放出的能量就十分可观了.与之相对照的是,使1摩的碳完全燃烧放出的能量为393.5×103J.折合为每个碳原子在完全燃烧时放出的能量只不过4eV.若跟上述核反应中每个原子可能放出的能量相比,两者相差数十万倍.第五.核反应中释放或吸收的能量比化学反应中释放或吸收的能量大好几个数量级. 课堂练习:(1)试证明,1原子质量单位u相当于931.50 MeV的能量.1u=1.6606×-27kg,光速c=2.9979×108m/s,1eV=1.6022×10-19J.
(2)碳原子的质量是12.000 000 u,可以看做是由6个氢原子(质量是1.007 825u)和6个中子组成的.求核子结合成碳原子核时释放的能量.(在计算中可以用碳原子的质量代替碳原子核的质量,用氢原子的质量代替质子的质量,因为电子的质量可以在相减过程中消去.)课件14张PPT。第七节、核聚变 研究表明:原子核的质量虽然随着原子序数的增大而增大,但是二者之间并不成正比关系,其核子的平均质量与原子序数有如图的关系:核子的平均质量是:
原子核的质量核子数核子平均质量核子的平均质量与原子序数之间的关系 物理学中把重核分裂成质量较小的核,释放核能的反应叫做裂变.把轻核结合成质量较大的核,释放出核能的反映叫做聚变.一、核聚变〓聚变〓裂变轻核的聚变:根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:氘核的质量:mD=2.014102u
氚核的质量:mT=3.016050u氦核的质量:mα=4.002603u
中子的质量:mn=1.008665u发生聚变的条件:使原子核间的距离达到10-15m实现的方法有:1、用加速器加速原子核;2、把原子核加热到很高的温度;108~109K聚变反应又叫热核反应核聚变的利用——氢弹三种炸药:普通炸药U235氘、氚爆炸裂变聚变氢弹爆炸形成的磨姑云热核反应和裂变反应相比较,具有许多优越性。见教材P101二、可控热核反应——核聚变的利用可控热核反应将为人类提供巨大的能源,和平利用聚变产生的核量是非常吸引人的重大课题,我国的可控核聚变装置“中国环流器1号”已取得不少研究成果.现在的技术还不能控制热核反应。问题有:1、热核反应的的点火温度很高; 2、如何约束聚变所需的燃料; 磁场约束问题有:1、热核反应的的点火温度很高; 2、如何约束聚变所需的燃料; 惯性约束3、反应装置中的气体密度要很低 ,相当于常温常压下气体密度的几万分之一;现在的技术还不能控制热核反应。核聚变普遍存在于宇宙中课件29张PPT。第十九章 原子核第八节 粒子和宇宙比比谁小 分子由______构成,不同原子构成_______分子,相同原子构成_______分子。
原子是由位于中心的_______和核外高速旋转的______构成的。
(电子带___电,原子核带___电)
原子核是由_____和_____构成的。
(质子带___电,中子_______电)
质子和中子都是由_____组成的。原子化合物单质原子核电子负正质子中子不带夸克正盖尔曼
(夸克)道尔顿
(原子)汤姆逊
(电子)卢瑟福(质子)查德威克(中子)盖尔曼
(夸克)发现各种微粒的科学家一、“基本粒子”不基本 1995美国费米国家加速器实验室证实了顶夸克(Top Quark)的存在二、发现新的粒子粒子的分类1. 按自旋分类2. 共振态粒子— 寿命极短(约10-23s)4. 按相互作用分类(+ —— 参与)正、反粒子物理量的绝对值都相同,但某些物理量 ( 如电荷、磁矩等 ) 的符号相反。 引力子 自旋应为2、静止质量和电荷为零,以光速运动。 光子 自旋为1,是玻色子3. 正粒子、反粒子轻子(共12种)中微子系中性粒子,质量为零,只参与弱相互作用。说明强子分类 K 介子和各种超子称为奇异粒子。试验中发现以下现象 协同产生: 一个超子总是和一个或几个K介子同时产生。奇异粒子协同产生的过程极快(约为10-23s), 表明是在强
相互作用下进行的;而衰变过程很慢(寿命约为10-8 ~
10-10s), 表明是在弱相互作用下进行的。强子结构的夸克模型 强子结构夸克模型 (1964年 ) :
介子(夸克和反夸克组成) 重子(三个夸克组成)粲夸克 c 底夸克 b 顶夸克 t三、夸克模型1. 质子
(uud)电荷重子数奇异数自旋同位旋2. 奇异粒子
(uus)电荷重子数奇异数自旋重子数电荷奇异数自旋同位旋分量四种基本相互作用1. 四种基本相互作用的性质相互作用是通过交换一定粒子实现的 引力子尚未被实验证实 弱电统一理论:电磁相互作用和弱相互作用被看作是一种相互作用。大统一理论试图将强、电、弱三种相互作用统一起来。1983年,鲁比亚实验组在高能质子—反质子对撞试验中发现了W +、W -和 Z0 粒子。为60年代提出的弱电统一理论提供了实验上的支持。欧洲核子中心高能质子同步加速器上的UAI 探测器四、宇宙的演化宇宙——从何而来?大爆炸理论 (The Big Bang Theory)
宇宙从一个“奇点”爆炸产生大爆炸是在无限的宇宙各处同时产生
时间的零点早在1929年,埃德温·哈勃作出了一个具有里程碑意义的发现,即不管你往哪个方向看,远处的星系正急速地远离我们而去。换言之,宇宙正在不断膨胀。这意味着,在早先星体相互之间更加靠近。事实上,似乎在大约100亿至200亿年之前的某一时刻,它们刚好在同一地方,所以哈勃的发现暗示存在一个叫做大爆炸的时刻,当时宇宙无限紧密。
1950年前后,伽莫夫第一个建立了热大爆炸的观念。这个创生宇宙的大爆炸不是习见于地球上发生在一个确定的点,然后向四周的空气传播开去的那种爆炸,而是一种在各处同时发生,从一开时就充满整个空间的那种爆炸,爆炸中每一个粒子都离开其它每一个粒子飞奔。事实上应该理解为空间的急剧膨胀。"整个空间"可以指的是整个无限的宇宙,或者指的是一个就象球面一样能弯曲地回到原来位置的有限宇宙。
根据大爆炸宇宙论,甚早期的宇宙是一大片由微观粒子构成的均匀气体,温度极高,密度极大,且以很大的速率膨胀着。这些气体在热平衡下有均匀的温度。这统一的温度是当时宇宙状态的重要标志,因而称宇宙温度。气体的绝热膨胀将使温度降低,使得原子核、原子乃至恒星系统得以相继出现。
大爆炸宇宙论从1948年伽莫夫建立热大爆炸的观念以来,通过几十年的努力,宇宙学家们为我们勾画出这样一部宇宙历史:
大爆炸开始时 150-200亿年前,极小体积,极高密度,极高温度。
大爆炸后10-43秒 宇宙从量子背景出现。
大爆炸后10-35秒 同一场分解为强力、电弱力和引力。
大爆炸后10-5秒 10万亿度,质子和中子形成。
大爆炸后0.01秒 1000亿度,光子、电子、中微子为主,质子中子仅占10亿分之一,热平衡态,体系急剧膨胀,温度和密度不断下降。
大爆炸后0.1秒后 300亿度,中子质子比从1.0下降到0.61。
大爆炸后1秒后 100亿度,中微子向外逃逸,正负电子湮没反应出现,核力尚不足束缚中子和质子。
大爆炸后13.8秒后 30亿度,氘、氦类稳定原子核(化学元素)形成。
大爆炸后35分钟后 3亿度,核过程停止,尚不能形成中性原子。
大爆炸后30万年后 3000度,化学结合作用使中性原子形成,宇宙主要成分为气态物质,并逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块,直至恒星和恒星系统。
五、恒星的演化粒子物理和宇宙学殊途同归17.(2004天津) 中子内有一个电荷量为+2e/3 的上夸克和两个电荷量为的 -1e/3 下夸克,一简单模型是三个夸克都在半径为r 的同一圆周上,如图1所示。图2给出的四幅图中,能正确表示出各夸克所受静电作用力的是: A. B. C. D.课件19张PPT。第六节、重核的裂变核反应电子原子核 在核物理学中,原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为核反应. 研究表明:原子核的质量虽然随着原子序数的增大而增大,但是二者之间并不成正比关系,其核子的平均质量与原子序数有如图的关系:核子的平均质量是:
原子核的质量核子数核子平均质量核子的平均质量与原子序数之间的关系 物理学中把重核分裂成质量较小的核,释放核能的反应叫做裂变.把轻核结合成质量较大的核,释放出核能的反映叫做聚变.一、裂变〓聚变〓裂变?? 1939年12月,德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现,用中子轰击铀核时,铀核发生了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的,一种典型的反映是裂变为钡和氪,同时放出三个中子,其核反应方程是:铀核的裂变+→++??裂变中释放出巨大的能量,在上述裂变中,裂变后的总质量小于裂变前的总质量,质量亏损:释放出的能量为?? 1939年12月,德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现,用中子轰击铀核时,铀核发生了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的,一种典型的反映是裂变为钡和氪,同时放出三个中子,其核反应方程是:铀核的裂变+→++??裂变中释放出巨大的能量,在上述裂变中,裂变后的总质量小于裂变前的总质量,质量亏损:释放出的能量为1kg铀全部裂变,它放出的能量超过2000t优质煤完全燃烧时释放的能量.??由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程,叫做核裂变的链式反应.链式反应??使裂变物资能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积,相应的质量叫做临界质量。原子弹 “小玩意儿”钚装药重6.1千克,TNT当量2.2万吨,试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压,致使一座30米高的铁塔被熔化为气体,并在地面上形成一个巨大的弹坑. 在半径为400米的范围内,沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物质,半径为1600米的范围内,所有的动物全部死亡. “原子弹之父” 奥本海默在核爆观测站里感到十分震惊,他想起了印度一首古诗:“漫天奇光异彩,有如圣灵逞威,只有一千个太阳,才能与其争辉.我是死神,我是世界的毁灭者.”原子弹??美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤.在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团,爆炸产生的气流、烟尘直冲云天,高达12英里多.广岛市区80%的建筑化为灰烬,64000人丧生,72000人受伤,伤亡总人数占全市总人口的53%.长崎市60%的建筑物被摧毁,伤亡86000人,占全市37% .原子弹原子弹广岛红十字医院里,一个严重烧伤的学生仰面躺在一张草席上。他的五官几乎全被原子弹爆炸产生的热浪抹掉了。四天后他死了。核防护(1)核爆炸瞬时效应防护。 对核袭击的防护大致可分为两大类。 利用工事进行掩蔽在开阔地面上的人员,当发现核爆闪光时,立即背向爆心卧倒,可减轻伤害。(2)放射性沾染防护。 避开在沾染区或高照射量率的地区行动人员通过沾染区时尽量乘坐车辆,在沾染区作业时要尽量缩短时间及时穿戴个人防护器材,防止人体受沾染进入沾染区执行任务的人员,可服用抗辐射药,以减少放射性物质在人体内的存留原子弹中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图解决能源危机根本途径——核能
可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。
核聚变资源可使用几亿年。二、核电站链式反应的应用——核电站慢中子反应堆二、核电站核能----解决能源危机的根本途径
核发电量占总发电比例最多的10个国家是:
法国 75%
立陶宛 73.1%
比利时 57.7%
保加利亚 47.1%
斯洛伐克 47%
瑞典 46.8%
乌克兰 43.8%
韩国 42.8%
匈牙利 38.3%
亚美尼亚 36.4%世界核能发电占全部电量1/4