金学案高中物理裂变和聚变同步备课粤教选修.pptx

目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第1页/共29页1知道重核的裂变反应知道重核的裂变反应2知道链式反应的发生条件，知道原子弹的原理知道链式反应的发生条件，知道原子弹的原理3知道轻核的聚变反应，知道氢弹的原理知道轻核的聚变反应，知道氢弹的原理4了解受控热核反应及其发展前景了解受控热核反应及其发展前景 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第2页/共29页 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第3页/共29页人类对核物理的认识是一个漫长而又曲折的过程，大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于人类对核物理的认识是一个漫长而又曲折的过程，大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945 年年8月月6日、日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第4页/共29页1967 年年6月月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月苏联用了日，我国第一颗氢弹爆炸成功从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月苏联用了4年，美国用了年，美国用了7年科学是一把双刃剑，既有可怕的一面，又有可用的一面核能已经在人类现代生活中发挥着重要的作用，核能的利用还有哪些方面，核能又如何获得呢？年科学是一把双刃剑，既有可怕的一面，又有可用的一面核能已经在人类现代生活中发挥着重要的作用，核能的利用还有哪些方面，核能又如何获得呢？目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第5页/共29页 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第6页/共29页1两个轻核聚合成一个较重核的反应叫_，较重的核分裂成两个较轻核的反应叫_ 2一个核的裂变引发一个或一个以上的核发生裂变，让核裂变过程自己持续下去的核反应叫做_ 3为了使铀核裂变时放出的_ 再引起其他铀核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，形成链式反应，最好是利用_；铀块的体积必须大于其_ 如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，链式反应就不会发生 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接核聚变核裂变链式反应中子纯铀235临界体积第7页/共29页 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接4要使轻核聚变，就必须使轻核接近核力发生作用的距离_m，由于原子核是带正电的，就必须克服电荷间很大的_ 作用，这就要求使核具有足够的_，就要给核力加热，使物质达到_ 以上的高温，使轻核在互相碰撞中接近到可以发生聚变的程度因此这种反应又叫做_ 5如果要使巨大的热核反应能量不是以爆炸的形式释放，而是在_ 逐渐地释出来并加以利用(例如发电)，这称为_ 6太阳辐射能量主要来自太阳内部的_ 反应1015斥力动能几百万度热核反应人工控制下受控热核反应热核第8页/共29页 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第9页/共29页知识点知识点1核裂变与链式反应核裂变与链式反应1核裂变(1)概念：较重的一个核分裂成两个较轻的核时，会释放出能量，这种核反应叫做核裂变(2)铀核裂变分析：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 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第10页/共29页核子分裂：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，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核能能量：铀核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量一般说来，平均每个核子放出的能量约为1 MeV,1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t优质煤燃烧时释放的能量 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第11页/共29页 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第12页/共29页2链式反应(1)定义：发生裂变时，为了让核裂变过程自己持续下去，源源不断地将核能释放出来，这样的核反应叫做链式反应(2)示意图：如图所示 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第13页/共29页3链式反应发生的条件(1)铀块的体积大于临界体积体积超过临界体积时，保证中子能够碰到铀核(2)有足够浓度的铀235.(3)有足够数量的慢中子4注意(1)重核的裂变只能发生在人为控制的核反应中，自然界不会自发地产生如铀核裂变不能自发地进行，要使铀核裂变，首先要利用中子轰击铀核，使铀核分裂 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第14页/共29页(2)重核裂变反应速度很快，不加控制的话，能量在很短的瞬间急剧释放如果采用其他方法对反应速度加以控制就可以和平地利用这种巨大的核能核电站就是可控的链式反应裂变反应中释放出的能量来自于()A核子消失转化为能量B原子中电子与原子核的电势能减小C入射的中子消失转化为能量D原子核的平均结合能变大，释放出能量 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第15页/共29页解析：解析：发生核反应过程中，核子数保持守恒，中子未消失，故发生核反应过程中，核子数保持守恒，中子未消失，故A、C错误能量来自于原子核内部，因重核在分裂为中等质量的原子核时，平均结合能增加而释放出能量，错误能量来自于原子核内部，因重核在分裂为中等质量的原子核时，平均结合能增加而释放出能量，C错误，错误，D正确正确答案：答案：D 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第16页/共29页 课堂训练课堂训练1(双选双选)关于铀核裂变，下列说法中正确的是关于铀核裂变，下列说法中正确的是()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铀核裂变时可能同时释放铀核裂变时可能同时释放23个中子个中子C为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235D铀块的体积对产生链式反应无影响铀块的体积对产生链式反应无影响 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第17页/共29页解析：解析：铀核受到中子的轰击，会引起裂变，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，并放出几个中子，铀核受到中子的轰击，会引起裂变，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，并放出几个中子，铀铀235受中子的轰击时，裂变的概率大，且可以俘获各种能量的中子而引起裂变，而铀受中子的轰击时，裂变的概率大，且可以俘获各种能量的中子而引起裂变，而铀238只有俘获能量在只有俘获能量在1 MeV以上的中子时才能引起裂变，且裂变的几率小，要引起链式反应，须使铀块的体积超过临界体积，故选项以上的中子时才能引起裂变，且裂变的几率小，要引起链式反应，须使铀块的体积超过临界体积，故选项B、C正确铀正确铀235更容易发生链式反应，要多了解有关链式反应或原子弹爆炸方面的知识，以开拓自己的知识面更容易发生链式反应，要多了解有关链式反应或原子弹爆炸方面的知识，以开拓自己的知识面答案答案：BC 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第18页/共29页知识点知识点2轻核聚合轻核聚合1核聚变(1)概念：两个轻核聚合成一个较重的核时，会释放出能量，这种核反应叫做核聚变(2)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1015 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 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第19页/共29页 2热核反应(1)概念：要使轻核聚变，就要求使轻核具有足够大的动能，给轻核加热到很高的温度，当物质达到几百万度以上的高温时，一部分原子核就具有足够的动能而发生聚变，因此核聚变又叫热核反应(2)热核反应的优点(与裂变相比)产生的能量大；反应后生成的放射性物质易处理；热核反应的燃料在地球上储量丰富 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第20页/共29页(3)热核反应的两种方式：爆炸式热核反应；受控式热核反应(目前正处于探索、实验阶段)3核聚变与核裂变的区别(1)原理不同重核的裂变是重核裂变成几个中等质量的原子核，放出能量，而聚变是几个轻核聚变(结合)成一个中等质量的原子核，放出巨大的能量 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第21页/共29页(2)放出能量的大小不同重核裂变时，平均每个核子释放的能量约为1兆电子伏，而轻核的聚变，平均每个核子释放出3兆电子伏以上的能量，即聚变比裂变能放出更多的能量(3)废料处理难度不同裂变产生的废料处理起来比较困难，而热核反应的废料处理要简单得多 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第22页/共29页(4)“燃料”的丰富程度不同热核反应所需要的“燃料”氘在地球上非常丰富，1升海水中大约有0.03克氘，如果用来进行热核反应，放出的能量约和燃烧300升汽油相当而裂变燃料铀在地球上储量有限，尤其是用于核裂变的铀235，在铀矿中仅占0.7%，相比起来聚变的燃料氘要丰富得多我国是一个“贫铀”国家，贮藏量不多 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第23页/共29页 (5)两种反应的可控制性不同裂变反应速度可以比较容易地进行人工控制，因此，现在国际上的核电站都是利用裂变放出能量，而聚变反应的可控制性比较困难，世界上许多国家都积极研究可控热核反应的理论和技术 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第24页/共29页例2(双选)下列说法正确的是()A聚变反应中有质量亏损，所以必向外界放出能量B使核发生聚变反应必须使核之间的距离接近到11015 m，也就是接近到核力能够发生作用的范围内C要使核发生聚变反应，必须克服核力做功D热核反应只有在人工控制下才能发生 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第25页/共29页 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接解析：解析：由质能方程可知由质能方程可知A正确；轻核结合成质量较大的核，必须使轻核间的距离达到发生核力的范围，才能使它们紧密地结合起来，正确；轻核结合成质量较大的核，必须使轻核间的距离达到发生核力的范围，才能使它们紧密地结合起来，B正确，正确，C错误；热核反应必须在很高的温度下才能发生，不一定要人工控制，错误；热核反应必须在很高的温度下才能发生，不一定要人工控制，D错错答案：答案：AB第26页/共29页 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第27页/共29页 目标篇 导航篇 预习篇 考点篇 栏栏目目链链接接第28页/共29页感谢您的观看！第29页/共29页