初中物理核裂变,核聚变用途

发布时间:2017-07-27 来源: 物理 点击:

篇一:核裂变 核聚变

《19.6核裂变 19.7核聚变》

班级 学号_________ 姓名

核裂变:

1.剧烈 慢一些 人体 环境 2.ABC 3.A 4.B 5.B 6.D 7.1.02kg

核聚变:

1.核聚变 聚变 聚变 2.BCD 3.D 4.BD 5.ABC 6.ABC 7.B

140 8. (1)41H?2He?21e (2)4?10?12J

篇二:核裂变_核聚变导学案

高三物理导学案 日期 0725 教师 李明佛

19.6-19.7 重核裂变 核聚变

班级姓名

[学习目标定位] 1.知道重核的裂变反应和链式反应发生的条件.

2.了解核反应堆的工作原理及常见核反应堆类型.

3.3.知道热核反应,了解受控核聚变反应研究的发展.

1.核反应方程遵循守恒.

2.核能运算:ΔE=(1)若Δm单位为kg,则ΔE的单位为;

(2)若Δm单位为u,则ΔE的单位为ΔE=Δm×计算核能.

3.核裂变

(1)历史事实

①1938年,德国化学家、物理学家哈恩等发现用轰击铀核的产物中含有中等质量的原子核钡和氪.

②1947年,我国著名物理学家钱三强、何泽慧夫妇首先观察到中子轰击铀核的三分裂现象.

(2)核裂变:把重核分裂成

(3)铀核裂变方程举例:以下是铀235裂变的情况之一

235114489 92U+0n→ 56Ba+36Kr4.链式反应

(1)链式反应:如果一个反应过程的产物能够再次引发这种反应,从而使反应一旦开始后就能自动延续下去,这种反应过程就称为 .

当一个中子引起一个铀核裂变后,裂变释放的中子再引起 裂变,且能一代一代继续下去,这就是铀核裂变的链式反应.

(2)临界体积:能够发生链式反应的裂变物质的的一个重要因素.

5.核电站

(1)核反应堆:是控制

(2)分类:按引起裂变的中子能量分为反应堆.目前运行的大多是慢中子反应堆.根据减速剂的不同,又分为轻水堆、 和石墨堆等.

(3)组成:反应堆由核材料、减速剂、控制棒、反射层、热交换器、防护层构成.

6.热核反应

(1)定义:把轻原子核聚合成较重原子核的反应,简称核聚变.核聚变反应必须在下进行,因此又叫热核反应.

31(2)核反应举例:21H+1H→0n (3)特点:在消耗相同质量的核燃料时,核聚变反应比核裂变反应能释放变反应没有

产生;核聚变反应所用的燃料储量丰富.

一、重核裂变

[问题设计]

(1)铀核裂变是如何发生的?

(2)重核裂变在自然界中能自发进行吗?

答案 (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,裂变反应一代接一代继续下去,形成链式反应.

(2)重核的裂变只能发生在人为控制的核反应中,自然界不会自发地发生.铀核裂变不会自发地进行,要使铀核裂变,首先要利用中子轰击铀核,使铀核分裂,分裂产生更多的中子,这样形成了链式反应.

[要点提炼]

1.铀核裂变 1144用中子轰击铀核时,铀核发生裂变,其产物是多种多样的,其中两种典型的反应是 23592U 5623513690Ba+8936Kr+ 92U+ 54Xe+38Sr+2.链式反应

由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程,叫做核裂变的链式反应. 3.链式反应的条件

(1)

(2)

例1 关于铀核裂变,下列说法正确的是( )

A.铀核裂变的产物是多种多样的,但只能裂变成两种不同的核

B.铀核裂变时还能同时释放2~3个中子

C.为了使裂变的链式反应容易进行,最好用纯铀235

D.铀块的体积对产生链式反应无影响

二、裂变过程中核能的分析与计算

[问题设计]

重核裂变为什么能释放核能?人们获得核能的途径有哪些?通过图1说明.

答案 中等质量的原子核的核子的平均质量较小,重核和轻核的核子的平均质量较大.

从题图中可以看出,铁原子核中核子的平均质量最小.如果原子序数较大的重核A分裂成原子序数小一些的核B和C,会有质量亏损,放出巨大的核能.获得核能的主要途径:一是重核裂变,二是轻核聚变.

[要点提炼]

铀核裂变释放核能的计算

1.首先算出裂变反应中发生的质量亏损Δm.

2.根据2计算释放的核能

计算时注意Δm与ΔE单位的对应关系,若Δm用kg做单位,ΔE用J做单位;Δm用u做单位,ΔE用MeV做单位,1 u相当于931.5 MeV的能量.

3.若计算一定质量的铀块完全裂变时放出的核能,应先算出铀块中有多少个铀核(设为n),则铀块裂变释放的核能E=nΔE.

例2 2011年3月11日,日本发生了9.1级大地震,并引发海啸,在此次灾害中,日本福岛核电站发

初中物理核裂变 核聚变用途

生了核泄露,对附近的环境造成了很大的危害.核泄露产生的射线具有非常大的危害性,能够使动植物体内的细胞发生癌变,致使生物死亡.根据以上材料回答以下问题:核电站的发电原理是通过核裂变产生巨大的能量,完成下面铀核裂变可能的一个反应方程 23592U+114192并计算1 kg铀核裂变放出的能量是______ J.(结果保留两位有效0n→ 56Ba+36Kr+________,

23514192数字, 92U、 56Ba、36Kr和中子的质量分别为235.049 3 u,140.913 9 u,91.897 3 u,1.008 7 u,1 u

-=1.66×1027 kg)

解析 一个铀原子核裂变放出的核能为ΔE=Δmc2=(235.049 3 u-140.913 9 u-91.897 3 u-

--2×1.008 7 u)×1.66×1027 kg×(3×108 m/s)2=3.3×1011 J,

1 000

E=N·ΔE 235A

1 000-6.02×1023×3.3×1011 J=8.45×1013 J. 235

13 答案 310n 8.45×10=

三、核聚变发生的条件及特点

[要点提炼]

1

-2.聚变发生的条件:要使轻核聚变,必须使轻核接近核力发生作用的距离15 m,这要克服

电荷间强大的斥力作用,要求使轻核具有足够大的动能.要使原子核具有足够大的动能,就要给它们加热,使物质达到几百万开尔文的高温.

3

例应,这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源.

(1)写出这个核反应方程.

(2)这一核反应能释放多少能量?

(3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J,则太阳每秒减少的质量为多少千克?

(mp=1.007 3 u,mHe=4.001 5 u,me=0.000 55 u)

401解析 (1)核反应方程41而0因此核反应方程应为41H→41H→2He+2X,2X只能是2个正电子.2He

0+21e.

(2)反应前的质量m1=4mp=4×1.007 3 u=4.029 2 u,反应后m2=mHe+2me=4.001 5 u+2×

0.000 55 u=4.002 6 u,Δm=m1-m2=0.026 6 u,由质能方程得,释放能量ΔE=Δmc2=0.026 6×931.5 MeV=24.78 MeV.

(3)由质能方程ΔE=Δmc2得每秒减少的质量

26ΔE3.8×109Δm kg=4.2×10 kg. c?3×10?

40答案 (1)411H→2He+21e (2)24.78 MeV

(3)4.2×109 kg

?≥V???链式反应的条件V

足够的慢中子 ?核裂变?原子弹??应用?核电站 核裂变核聚变???定义?聚变发生的条件?核聚变?优点受控热核反应?可控方案 ???定义及发现?????临????? ?????

1

篇三:核裂变;核聚变;粒子和宇宙

19.6核裂变

【学习目标】

1、知道重核的裂变反应。

2、知道链式反应的发生条件。

3、知道原子弹原理。

4、了解裂变反应堆的工作原理,了解常用裂变反应堆的类型。

5、知道核电站的工作模式

【自主学习】

一、核裂变

1、重核裂变:

2、链式反应:

链式反应的临界体积:

链式反应的发生条件:

3、1kg铀235全部裂变时放出的能量相当于_________标准煤完全燃烧时释放的化学能。

4、原子弹是利用__________________制成的,原子弹的燃料是______或______。

二、核电站

1、原子核的链式反应也可以在人工控制下进行,这个控制装置称为___________。

2、说说核反应堆中各个部分的作用

铀棒:

控制棒:

石墨、重水、轻水:

核反应堆中的铀只能吸收______中子。

3、核反应堆释放的热使第____回路的水加热,通过热交换器将热量传给第____回路的水,使水变成_______,从而推动汽轮发电机发电。

【基础训练】

1.重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核的过程叫_______________,反应释放出的中子又轰击另一个重核??这样的反应一次接一次地进行下去,这样的过程叫________________,通常把此过程中的最小体积叫做它的___________体积,相应的质量叫___________质量。

2.原子核的链式反应也可以在人工控制下进行,从而实现了____________的可控释放。实验可控的条件是控制引起链式反应的____________的数目,方法是在核反应堆的___________之间插入一些镉棒,镉具有吸收___________的能力,当将镉棒插得深一些时,就能更多的_________________,从而使链式反应的速度慢下来,这种镉棒也叫_____________。

3.写出下列核反应的类型:

1417238234

7N+He→8O+H ________________,92U →90Th+He _________________,

204

80

210

84Hg+n→202________________,23478Pt+2H+n 90 Th → Po →206

82Pb+He ________________。 23490Pa+?0 1e ________________,

4.下列核反应方程中,符号“X”表示中子的是 ( )

1417A. Be +He→12

6C+X B.7N+He→8O+X

202239239C.204

80Hg+n→78Pt +2H+X D.92U→93Np+X

【能力提升】

1.下列核反应方程中正确的是 ( )

A.238

92U →234

90Th+H B. Be +He →12

6C +n

C.234

90 Th → 234Pa+0 D.3131

90?1e 15P →14Si+e

2.原子反应堆是实验可控核裂变链式反应的一种装置,它的组成主要有

A.原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统

B.原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统

C.原子燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统

D.原子燃料、中子源、原子能存聚系统和输送系统

( )

19.7核聚变

【学习目标】

1、知道氢核的聚变反应。

2、关注受控聚变反应 研究的进展。

3、通过核能的利用思考科学技术与社会进步的关系。

【自主学习】

一、核聚变

1.聚变:

2.轻核聚变后,平均结合能______,反应中会____________。

3.一个氘核与一个氚核结合生成一个氦核时,释放出17.6MeV的能量,其核反应方程为: ________________________。

4.氢核聚变发生的条件:

如何满足氢核聚变的条件?

5.氢弹爆炸过程:_______________引燃________________,然后_______________引燃________________。

二、受控热核反应

1.氢核聚变与裂变相比有很多优点

2.为了解决核聚变容器的问题,科学家设想了两种方案,即__________和__________。目前世界上最好的磁约束装置为__________(即托卡马克)。

【基础训练】

1.下列核反应方程式中,表示核聚变过程的是( )

341A、15P?14Si?1e B、2 1H?1H?2He?0n30300

C、14

602382344C?14

7N??1e D、92U?90Th?2He

3.下列核反应方程中,符号“X”表示中子的是 ( )

1417A. 4Be +2He→12

6C+X B.7N+2He→8O+X

1202239239C.204

80Hg+0n→78Pt +21H+X D.92U→93Np+X 1944

5.下列核反应中属于轻核聚变的是 ( )

A. H+ H → He+ nB. Th → Pa+ e

C. Be + He→ C+ n D. U → Th+ H

6.关于轻核聚变,下列说法正确的是( )

A.两个轻核聚变为中等质量的原子核时释放出能量

B.同样质量的物体发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大很多

C.聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积

D.发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能

【能力提升】

1.写出下列核反应的类型:

411714N+He→O+21H ________________, 78

238234

92U →90

204

80

234

90

210

84Th+42He ________________, 111Hg+0n→20278Pt+21H+0n ________________, 0 Th → 23490Pa+?1e ________________, 4Po →206

82Pb+2He ________________。

2.一个质子和两个中子聚变成一个氚核,已知质子质量为1.0073u,中子质量为1.0087u,氚核质量为3.0180u,

(1)写出核反应方程; (2)求该反应中释放的核能。

3.四个氢核聚变成一个氦核,同时放出两个正电子,释放出2.8×106eV的能量,

(1)写出核反应方程;

(2)计算1g氢核完成该反应后释放的核能。

(3)求平均每个核子放出的能量。

19.8粒子和宇宙

【学习目标】

1、初步了解粒子物理学的基础知识。

2、初步了解恒星的演化。

3、学生在学习中了解、感受科学发展过程中蕴藏着的科学和人文精神。。

【学习过程】

一、“基本粒子”不基本

直到19世纪末,人们认为组成物质的最小微粒是__________。后来发现了质子、中子、电子,于是许多人认为,光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最小微粒,并把它们叫做__________。随着可续进一步发展,科学家们认识到这些微粒都有复杂的结构,都是由更小的微粒组成,因此将“基本”二字去掉,统称为__________。

二、发现新粒子

1932年发现了__________,1937年发现了_______,1947年发现了K介子和____介子。后来还发现了一些粒子,质量比质子的质量大,叫做__________。

实验中发现,对应着许多粒子都存在着质量与它相同而电荷及其他一些物理性质__________的粒子,叫做反粒子。例如,电子的反粒子就是__________,质子的反粒子就是__________。

按照粒子与各种相互作用的关系,可将粒子分为三大类:__________、__________和__________。

强子是参与__________作用的粒子。_________是最早被发现的强子,强子又分为__________和__________两类。

最早被发现的轻子是__________。后来发现的轻子有电子中微子、μ子和μ子中微子、τ子和τ子中微子,其中τ子的质量比核子的质量__________。

__________是传递各种相互作用的粒子,如光子、中间玻色子、胶子。光子传递__________相互作用,中间玻色子传递__________相互作用,胶子传递__________相互作用。

三、夸克模型

1964年提出的夸克模型,认为强子由更基本的__________组成。

夸克模型指出了电子电荷不再是电荷的最小单元,即存在__________电荷。

【基础训练】

1.19世纪末,人们认为光子、_____________、_____________和_____________是组成物质的不可再分的最基本的粒子,20世纪后半期,科学家发现组成原子核的___________和___________等也有着自己的复杂结构,于是基本粒子不再“基本”。

2.在实验中发现,对应着许多粒子都存在着质量与之___________,电荷电性与之___________的粒子叫反粒子。如电子的反粒子是___________。

3.物理学中将粒子分为_____________、_____________和_____________三类。

4.科学家认为强子由更小的成分组成,这种成分叫_____________,它的电荷量

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