高三物理重核的裂变优秀PPT.ppt

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1、高三物理重核的裂变第一页，本课件共有33页核反应核反应核反应核反应电子原子核 在核物理学中，在核物理学中，原子核在其他粒子的原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核轰击下产生新原子核的过程，称为核反应的过程，称为核反应第二页，本课件共有33页 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：核子的平均质量是：原子核的质量核子数第三页，本课件共有33页核子平均质量核子的平均质量与原子序数之间的关系ABCDEF第四页，本课件共有33页 物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放

2、核能的反应叫做能的反应叫做裂变裂变把轻核结合成质量较大的核，把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反映叫做释放出核能的反映叫做聚变聚变一、裂变一、裂变聚变裂变第五页，本课件共有33页铀核铀核裂变释放的核能计算裂变释放的核能计算第六页，本课件共有33页 19391939年年1212月，德国物理学家哈恩和他的助手斯月，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，其核反应映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子，

3、其核反应方程是：方程是：铀核的裂变铀核的裂变+裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，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：后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：释放出的能量为释放出的能量为释放出的能量为释放出的能量为第七页，本课件共有33页1kg1kg铀全部裂变，它放出的能量超过铀全部裂变，它放出的能量超过20002000t t优质煤优质煤完全燃烧时释放的能量完全燃烧时释放的能量第九页，本课件共有33页用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中子又引起了其他铀核的裂变，也就是中子又引起了其他铀核的裂变

4、，也就是链式反应链式反应链式反应链式反应链式反应发生的条件链式反应发生的条件1、铀块的体积大于临界体积、铀块的体积大于临界体积2、有足够浓度的铀、有足够浓度的铀2353、有足够数量的慢中子、有足够数量的慢中子使裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的使裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的使裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的使裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界临界临界临界体积体积体积体积，相应的质量叫做，相应的质量叫做，相应的质量叫做，相应的质量叫做临界质量临界质量临界质量临界质量。第十页，本课件共有33页第十一页，本课件共有33页1 轻核的聚变（热核反应）轻核的聚变

5、（热核反应）某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做原子核，这种核反应叫做聚变聚变。二、二、聚聚变变第十二页，本课件共有33页2 2、发生聚变的条件、发生聚变的条件:使原子核间的距离达到使原子核间的距离达到1010-15-15m m实现的方法有实现的方法有:（1 1）、用加速器加速原子核；）、用加速器加速原子核；（）、把原子核加热到很高的温度；（）、把原子核加热到很高的温度；108109K不经济不经济聚变反应又叫热核反应聚变反应又叫热核反应第十三页，本课件共有33页轻核的聚变轻核的聚变:1第十四页，本课件共有33页根据所给数据根据所给数

6、据,计算下面核反应放出的能量计算下面核反应放出的能量:氘核的质量：氘核的质量：mmD D2.014102u2.014102u氚核的质量：氚核的质量：mmT T3.016050u3.016050u氦核的质量：氦核的质量：mm4.002603u4.002603u中子的质量：中子的质量：mmn n=1.008665u=1.008665u第十五页，本课件共有33页三、三、聚变与裂变的区别三、聚变与裂变的区别1、原理不同、原理不同2 2、放出的能量大小不同、放出的能量大小不同、放出的能量大小不同、放出的能量大小不同3、废料处理难度不同、废料处理难度不同4 4、“燃料燃料燃料燃料”的储藏量不同的储藏量不同

7、的储藏量不同的储藏量不同5、两种反应的可控性不同、两种反应的可控性不同第十六页，本课件共有33页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链式反应的应用核电站慢中子反应堆核电站核电站-核反应堆第十七页，本课件共有33页原子弹原子弹中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图第十八页，本课件共有33页氢弹爆炸形成的磨姑云氢弹爆炸形成的磨姑云第十九页，本课件共有33页1下列说法正确的是下列说法正确的是A.是衰变方程是衰变方程B.是核聚变反应方是核聚变反应方程程C.是核裂变反应方是核裂变反应方程程D.是原子核是原子核的人工转变方程的人工转变方程答案：答案：BD第二十页，本课件共有3

8、3页（0909年安徽卷年安徽卷年安徽卷年安徽卷）由平衡条件可知由平衡条件可知 Ak=1 d=4 Bk=2 d=2 Ck=1 d=6 Dk=2 d=32原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时，净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应总的效果可以表示为。这几种反应总的效果可以表示为解由质量数守恒和电荷数守恒，分别有解由质量数守恒和电荷数守恒，分别有解得解得k=2，d=2。正确选项为。正确选项为B。第二十一页，本课件共有33页外切衰变外切

9、衰变 3、如图，在匀强磁场中的、如图，在匀强磁场中的A点，有一个静止点，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两圆的半径之比是45 1，这个放射性元素原子核的原子，这个放射性元素原子核的原子序数是多少？序数是多少？abA解解：由动量守恒定律：由动量守恒定律 MV-mv=0 两者速度方向相反两者速度方向相反 必须是同种电荷才能外切，所以是必须是同种电荷才能外切，所以是 衰变。衰变。由左手定则，两者的环绕的方向均

10、为逆时针方向。由左手定则，两者的环绕的方向均为逆时针方向。r=mv/qB1/q qa/qb=rb/ra=2/90 大圆为大圆为粒子，粒子，这个原子核的原子序数是这个原子核的原子序数是92第二十二页，本课件共有33页第二十三页，本课件共有33页原子弹第二十四页，本课件共有33页美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤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，爆炸在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸在长崎投掷的原子弹爆炸后形

11、成的蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达产生的气流、烟尘直冲云天，高达产生的气流、烟尘直冲云天，高达产生的气流、烟尘直冲云天，高达12121212英里多广岛市英里多广岛市英里多广岛市英里多广岛市区区区区80%80%80%80%的建筑化为灰烬，的建筑化为灰烬，的建筑化为灰烬，的建筑化为灰烬，64000640006400064000人丧生，人丧生，人丧生，人丧生，72000720007200072000人受伤，人受伤，人受伤，人受伤，伤亡总人数占全市总人口的伤亡总人数占全市总人口的伤亡总人数占全市总人口的伤亡总人数占全市总人口的53%53%53%53%长崎市长崎市长崎市长崎市60%60%

12、60%60%的建筑物的建筑物的建筑物的建筑物被摧毁，伤亡被摧毁，伤亡被摧毁，伤亡被摧毁，伤亡86000860008600086000人，占全市人，占全市人，占全市人，占全市37%37%37%37%原子弹第二十五页，本课件共有33页1在核反应方程式中在核反应方程式中（）AX是中子，是中子，k=9 BX是中子，是中子，k=10 CX是质子，是质子，k=9 DX是质子，是质子，k=10B第二十六页，本课件共有33页 2.中子中子n、质子、质子p、氘核、氘核D的质量分别为的质量分别为 现用光子能量为现用光子能量为E的的射线照射静止氘核使之分解，反射线照射静止氘核使之分解，反应的方程为应的方程为 若分解

13、后中子、质子的若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是动能可视为相等，则中子的动能是（）A.B.C.D.C第二十七页，本课件共有33页核防护（）核爆炸瞬时效应防护。（）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。卧倒，可减轻伤害。（）放射性沾染防护。（）放射性沾染防护。避开在沾染区或高照射量率的地区行动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人员通过沾染区时尽量乘坐车辆，在沾染区作业时要

14、尽量缩短时间量缩短时间及时穿戴个人防护器材，防止人体受沾染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射性物质在人体内的存留第二十八页，本课件共有33页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可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。千年。核聚核聚变资源可使用几亿年。变资源可使用几亿年。二、核电站二、核电站第二十九页，本课件共有33页核能核能-解决能源危机的根本途径解决能源危机的根本途径核发电量占总发电比例最多的核发电量占总发电比例最多的核发电量占总发电比例最多的核发电量

15、占总发电比例最多的10101010个国家是：个国家是：个国家是：个国家是：法国法国法国法国 75%75%75%75%立陶宛立陶宛立陶宛立陶宛 73.1%73.1%73.1%73.1%比利时比利时比利时比利时 57.7%57.7%57.7%57.7%保加利亚保加利亚保加利亚保加利亚 47.1%47.1%47.1%47.1%斯洛伐克斯洛伐克斯洛伐克斯洛伐克 47%47%47%47%瑞典瑞典瑞典瑞典 46.8%46.8%46.8%46.8%乌克兰乌克兰乌克兰乌克兰 43.8%43.8%43.8%43.8%韩国韩国韩国韩国 42.8%42.8%42.8%42.8%匈牙利匈牙利匈牙利匈牙利 38.3%3

16、8.3%38.3%38.3%亚美尼亚亚美尼亚亚美尼亚亚美尼亚 36.4%36.4%36.4%36.4%世界核能发电占全部电量世界核能发电占全部电量1/41/4 第三十页，本课件共有33页核电站核电站核电站核电站秦山核电站秦山核电站秦山核电站秦山核电站第三十一页，本课件共有33页教学目标教学目标1、知识与技能、知识与技能（1）知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量；（2）知道什么是链式反应；（3）会计算重核裂变过程中释放出的能量；（4）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。2、过程与方法、过程与方法（1）通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培

17、养学生的逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力；（2）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力。第三十二页，本课件共有33页3、情感、态度与价值观、情感、态度与价值观（1）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素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系；（2）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；（3）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。教学重点：教学重点：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。教学难点：教学难点：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小的原子核释放能量这一结论。教学方法：教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。教学用具：教学用具：多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。第三十三页，本课件共有33页