5.4 核裂变与核聚变 ppt课件-(2019)新人教版高中物理选择性必修第三册.pptx
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1、第第4 4节核裂变与核聚变节核裂变与核聚变第五章原子核1.1.知道重核的裂变和链式反应知道重核的裂变和链式反应2.2.会计算核裂变释放的能量会计算核裂变释放的能量3.3.了解原子弹的原理了解原子弹的原理4.4.知道聚变反应的特点知道聚变反应的特点5.5.了解聚变反应的条件了解聚变反应的条件学习目标知识点 核裂变1定义:核物理中,把重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核,并放出核能的过程,叫核裂变。1新知探究知识点 核裂变2铀核的典型裂变方程用中子轰击铀核时,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1新知探究知识点 核裂变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
2、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1新知探究知识点 核裂变4链式反应的条件(1)铀块的体积大于临界体积(2)铀块的质量大于临界质量以上两个条件满足一个,则另一个条件自动满足1新知探究名师指点铀核的裂变和裂变方程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23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。名师指点铀核的裂变和裂变方程名师指点
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200 MeV估算,1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t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名师指点铀的同位素中铀235比铀238更易发生链式反应在天然铀中,主要有两种同位素,99.3%的是铀238,0.7%的是铀235,中子能引起这两种铀核发生裂变,但它们和中子发生作用的情况不同(1)铀235:俘获各种能量的中子都会发生裂变,且俘获低能量的中子发生裂变的概率大(2)铀238:只有俘获能量大于1 MeV的中子才能发生裂变,且裂变的几率小能量低于1 MeV的
4、中子只与铀核发生弹性碰撞,不引起裂变因此,为了使链式反应容易发生,最好利用纯铀235.知识点 反应堆与核电站1.核反应堆:通过可控制的链式反应实现核能释放的装置称为核反应堆2新知探究控制棒控制棒镉棒镉棒燃料棒燃料棒铀棒铀棒减速剂减速剂知识点 反应堆与核电站2.反应堆工作原理(1)热源:在核电站中,核反应堆是热源,铀棒是燃料,由天然铀或浓缩铀(铀235的含量占2%4%)制成,石墨(重水)为慢化剂,使反应生成的快中子变为慢中子,便于铀235的吸收,发生裂变,慢化剂附在铀棒周围2新知探究知识点 反应堆与核电站(2)控制棒:镉棒的作用是吸收中子,控制反应速度,所以也叫控制棒控制棒插入深一些,吸收中子多
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