重核的裂变ppt课件.ppt

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1、导入新课导入新课 在第二次世界在第二次世界大战即将结束的时大战即将结束的时候，美国于候，美国于1945年年8月月6日、日、9日先后日先后在日本的广岛、长在日本的广岛、长崎上空投下了两颗崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，原子弹，刹那间，这两座曾经十分美这两座曾经十分美丽的城市变成一片丽的城市变成一片废墟。废墟。原子弹在日本广岛原子弹在日本广岛爆炸爆炸广岛原子弹爆炸后的惨景广岛原子弹爆炸后的惨景大亚湾核电站大亚湾核电站泰山核电站泰山核电站 目前世界上有目前世界上有少数国家建成了许少数国家建成了许多核电站，我国也多核电站，我国也相继建成了浙江秦相继建成了浙江秦山核电站和广东大山核电站和广东大亚湾核电站

2、。亚湾核电站。第十九章第十九章 原子核原子核第一节原子核的组成第一节原子核的组成教学目标教学目标1 1、知识与技能、知识与技能 知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量。放出巨大的能量。 知道什么是链式反应。知道什么是链式反应。 会计算重核裂变过程中释放出的能量。会计算重核裂变过程中释放出的能量。 知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。2 2、过程与方法、过程与方法 通过对核子平均质量与原子序数关系的理通过对核子平均质量与原子序数关系的

3、理解，培养学生的逻辑推理能力及以及应用。教解，培养学生的逻辑推理能力及以及应用。教学图像处理物理无问题能力。学图像处理物理无问题能力。 通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。力。 3 3、情感态度与价值观、情感态度与价值观 激发学生热爱科学、探求真理的激情，树激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系。系。 通过教学，让学生

4、认识到和平利用核能及通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。开发新能源的重要性。 确立世界是物质的，物质是运动变化的，确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。而变化过程必然遵循能量守恒的观点。 教学重难点教学重难点重点重点 链式反应及其释放核能的计算。链式反应及其释放核能的计算。 重核裂变的核反应方程式的书写。重核裂变的核反应方程式的书写。难点难点 通过核子平均质量与原子序数的关系，推通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。小的原子核释放能量这一

5、结论。本节导航本节导航一、核裂变一、核裂变二、核电站二、核电站一、核裂变一、核裂变1、核反应、核反应电子原子核 在核物理学中，在核物理学中，原子核在其他粒子原子核在其他粒子的轰击下产生新原的轰击下产生新原子核的过程，称为子核的过程，称为核反应核反应。 研究表明：原子核的质量虽然随着原子研究表明：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比关系，其核子的平均质量与原子序数有如图的关系：图的关系：核子的平均质量核子的平均质量是：是：原子核的质量原子核的质量核子数核子数OZABCDEFFe核子平均质量核子

6、平均质量2、裂变和聚变、裂变和聚变 物理学中把重核分裂成质量较小的核，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释放核能的反应叫做裂变裂变把轻核结合成质把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反映叫做量较大的核，释放出核能的反映叫做聚变聚变。聚变聚变裂变裂变两种铀矿石（放大两种铀矿石（放大10000倍）倍） 3、铀核的裂变铀核的裂变| | 1939年年12月，德国物理学家哈恩和他的助月，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

7、钡和氪，同时的，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：放出三个中子，其核反应方程是：U23592n10+ +Ba14156Kr9236+ + +n310 裂变中释放出巨大的能量，在上述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裂变中，裂变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：总质量，质量亏损：kg103578. 027mMeV2012mcE 释放出的能量为释放出的能量为4、链式反应链式反应由裂变重核裂变产生的中子使反应一代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，叫做核裂变的接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式链式反应反应。（图

8、下图所示）。（图下图所示）5、临界质量临界质量 使裂变物资能够发生链式反应的最小体积使裂变物资能够发生链式反应的最小体积叫做它的叫做它的临界体积临界体积，相应的质量叫做，相应的质量叫做临界质临界质量量。6、原子弹原子弹内爆式原子弹内爆式原子弹内爆式原子弹结内爆式原子弹结构示意图构示意图枪式原子弹枪式原子弹二、核电站二、核电站 解决能源危机根本途径解决能源危机根本途径核能核能可开发的可开发的核裂变核裂变燃料资源可使用上千年。燃料资源可使用上千年。核聚变核聚变资源资源可使用几亿年。可使用几亿年。 链式反应的应用链式反应的应用核电站慢中子反应核电站慢中子反应堆堆。 核反应堆的装置首次通过可控制的链式

9、核反应堆的装置首次通过可控制的链式反应实现了核能的释放。反应实现了核能的释放。水泥防护层水泥防护层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核反应堆示意图核反应堆示意图热交换器热交换器核电站原理示意图核电站原理示意图核电站工作流程示意图核电站工作流程示意图第一回路第一回路第二回路第二回路 核电站工作的流程：第一回路中水被泵压核电站工作的流程：第一回路中水被泵压入反应堆，通过堆芯时利用反应放出的热水来入反应堆，通过堆芯时利用反应放出的热水来增加水的内能，水的温度升高。后来，第一回增加水的内能，水的温度升高。后来，第一回路的水进入热交换器，把热量传给第二回路的路的水进入热交换器，把热量传

10、给第二回路的水，然后又被泵圧回到反应堆里。水，然后又被泵圧回到反应堆里。 在热交换器里，第二回路的水被加热生成在热交换器里，第二回路的水被加热生成高温高压蒸汽，驱动汽轮机运转。高温高压蒸汽，驱动汽轮机运转。动画：重核的裂变演示动画：重核的裂变演示课堂小结课堂小结1、核反应、核反应 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为的过程，称为核反应核反应。2、裂变和聚变、裂变和聚变 物理学中把重核分裂成质量较小的核，释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放核能的反应叫做裂变裂变。把轻核结合成质量较。把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反映叫做

11、大的核，释放出核能的反映叫做聚变聚变。3、链式反应、链式反应由裂变重核裂变产生的中子使反应一代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，叫做核裂变的接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式链式反应反应。（图下图所示）。（图下图所示）4、临界质量、临界质量 使裂变物资能够发生链式反应的最小体使裂变物资能够发生链式反应的最小体积叫做它的积叫做它的临界体积临界体积，相应的质量叫做，相应的质量叫做临界临界质量质量。高考链接高考链接 1、（、（2001广东理科综合广东理科综合20）原子核反应）原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等，在下列核反有广泛的应用，如用于核电站等，在下列核反应中，属于

12、核裂变反应的是应中，属于核裂变反应的是 （ ） A. 105B+10n73Li+42He B. 23892U23490Th+42He C. 147N+42He178O+11H D. 23592U+n14156Ba+9236Kr+310nD 2、（、（2001广东理科综合广东理科综合18）关于我国已）关于我国已建成的秦山和大亚湾两座核电站，下面说法中建成的秦山和大亚湾两座核电站，下面说法中正确的是正确的是 ( ) A它们都是利用核聚变释放原子能的它们都是利用核聚变释放原子能的 B它们都是利用核裂变释放原子能的它们都是利用核裂变释放原子能的 C.两者的核燃烧都是纯铀两者的核燃烧都是纯铀235 D一

13、座是利用核裂变一座是利用核聚变一座是利用核裂变一座是利用核聚变释放原子能释放原子能B 3、（、（1995全国全国1）关于原子反应堆，下）关于原子反应堆，下面哪种说法是错误的面哪种说法是错误的 ( ) A铀棒是核燃料，裂变时释放核能铀棒是核燃料，裂变时释放核能. B镉棒的作用是控制反应堆镉棒的作用是控制反应堆. C石墨的作用是吸收中子石墨的作用是吸收中子. D冷却剂的作用是控制反应堆的温度和冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出内能输出内能. C课堂练习课堂练习1、下列核反应中，表示核裂变的是（、下列核反应中，表示核裂变的是（ ） 238234492902UThHeA14140671CNeB235

14、1141921920563603UnBaKrnC941214260BeHeCnDC 2、原子反应堆是实现可控制的重核裂变链、原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要有哪四部分组成式反应的一种装置，它主要有哪四部分组成 （ ） A原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统节系统 B原子燃料、减速剂、冷热系统和传热系原子燃料、减速剂、冷热系统和传热系统统 C原子燃料，调速剂、碰撞系统和传热系原子燃料，调速剂、碰撞系统和传热系统统 D原子燃料，中子源、原子能聚存系统和原子燃料，中子源、原子能聚存系统和输送系统输送系统A 3、重核裂变和轻核聚变是人类利

15、用原子、重核裂变和轻核聚变是人类利用原子能的两条途径，下面说法中正确的是能的两条途径，下面说法中正确的是 （ ） A. 裂变过程和聚变过程都要有质量亏损裂变过程和聚变过程都要有质量亏损 B. 裂变过程有质量亏损，聚变过程没有质裂变过程有质量亏损，聚变过程没有质量亏损量亏损 C. 裂变过程没有质量亏损，聚变过程有质裂变过程没有质量亏损，聚变过程有质量亏损量亏损 D. 裂变过程和聚变过程都没有质量亏损裂变过程和聚变过程都没有质量亏损A 4、秦山核电站第一期工程装机容量为、秦山核电站第一期工程装机容量为30万万kW，如果，如果1g铀铀235完全裂变时产生的能完全裂变时产生的能量为量为8.21010

16、J，并且假定产生的能量都变成，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，每年要消耗多少铀了电能，那么，每年要消耗多少铀235?（一（一年按年按365天计算）天计算） 解：核电站每天的发电量为解：核电站每天的发电量为W=Pt=3108243600 J=2.5921013 J. 每年的发电量每年的发电量W总总=365W=9.461015 J而而1 g 铀完全裂变时产生的能量为铀完全裂变时产生的能量为8.21010 J. 所以，每年消耗的铀的量为所以，每年消耗的铀的量为 152109.46 101.15 108.2 10mkgkg教材习题解答教材习题解答 1、答：重原子核受到中子的轰击后分裂、答：重原子

17、核受到中子的轰击后分裂成两个或两个以上中等质量原子核的现象，成成两个或两个以上中等质量原子核的现象，成为重核的裂变，由重核裂变产生的中子使得裂为重核的裂变，由重核裂变产生的中子使得裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做和裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做和裂变的链式反应。变的链式反应。 2、答在核反应堆中，主要通过调节控制、答在核反应堆中，主要通过调节控制棒的位置来控制核裂变的速度。棒的位置来控制核裂变的速度。 3、解：衰变后的质能亏损为、解：衰变后的质能亏损为0.0053u根据根据质能方程得到释放的能量为质能方程得到释放的能量为4934Mev。 4、提示：、提示：（1）中子与原子相碰撞，

18、系统）中子与原子相碰撞，系统的合外力为零，动量守恒。的合外力为零，动量守恒。 （2）中子每次与原子核相互碰撞的情景都）中子每次与原子核相互碰撞的情景都一样，由于没碰一次，中子的速度大小都变为一样，由于没碰一次，中子的速度大小都变为碰前的碰前的11/13因此碰撞因此碰撞n次后中子的速度还是原次后中子的速度还是原来的来的11/13根据碰撞前后的动量守恒知至少要经根据碰撞前后的动量守恒知至少要经过过42次的碰撞。次的碰撞。 5、衰变后的质量亏损为、衰变后的质量亏损为0.000096810-25kg释放能量为释放能量为8.71210-13J。 6、解：年发电量为、解：年发电量为9.46081015J每年每年消耗铀量为消耗铀量为115kg。