19.5与19.6核力结合能与核裂变解析

1、19.5核力与结合能核力与结合能19.6核裂变核裂变学习目标 1、知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本、知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用；相互作用； 2、理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损；、理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损； 3、知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关、知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系系 4、知道重核裂变中能释放出巨大的能量，、知道重核裂变中能释放出巨大的能量，知道什么知道什么是链式反应。是链式反应。 5、会计算重核裂变过程中释放出的能量。并会书写、会计算重核裂变过程中释放出的能量。并会书写核裂变方程。核裂变方程。 6、知

2、道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类、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。型，了解核电站及核能发电的优缺点。 带着问题先学 1、了解四种基本相互作用力，核力有什么特、了解四种基本相互作用力，核力有什么特点？属于哪一种力？点？属于哪一种力？ 2、什么是结合能？质量亏损表现在什么情况？、什么是结合能？质量亏损表现在什么情况？与能量有何关系？与能量有何关系？ 3、如何理解质量亏损？、如何理解质量亏损？ 4、讨论一下核裂变的特点是什么？、讨论一下核裂变的特点是什么？ 5、是不是所有的核裂变都能放出核能？铀的、是不是所有的核裂变都能放出核能？铀的核裂变是怎样进

3、行的？什么是临界体积？核裂变是怎样进行的？什么是临界体积？ 6、了解核反应堆的各部分结构及其作用，并、了解核反应堆的各部分结构及其作用，并思考核能发电的优缺点。思考核能发电的优缺点。 第一第一、核反应过程中、核反应过程中: : 核子结合成原子核时核子结合成原子核时, ,新核质量小于核子的质量新核质量小于核子的质量( (质量亏损质量亏损), ),同时以同时以 光子形式释放核能光子形式释放核能; ; 原子核分解为核子时原子核分解为核子时, ,需要吸收一定能量需要吸收一定能量, ,核子的核子的总质量大于原来原子核的质量。总质量大于原来原子核的质量。第二第二、核反应过程中、核反应过程中, ,质量亏损时

4、质量亏损时, ,核子个数不亏损核子个数不亏损( (即即质量数守恒质量数守恒), ),可理解为组成原子核后可理解为组成原子核后, ,核内每个核子核内每个核子仿仿佛佛“ “瘦了瘦了” ”一些。一些。第三第三、质量亏损并非质量消失、质量亏损并非质量消失, ,而是减少的质量而是减少的质量 mm以能以能量形式辐射量形式辐射( (动质量动质量), ),因此质量守恒定律不被破坏。因此质量守恒定律不被破坏。一、有关问题的理解和注意事项一、有关问题的理解和注意事项第四、公式E=mc2 的单位问题常用单位: m用“u(原子质量单位)” 1u=1.66056610-27kg E用“uc2” 1uc1uc2 2=93

5、1MeV=931MeV (表示1u 的质量变化相当于931MeV的能量改变)P82问题与练习 3. 当然，2.19MeV的能量的绝对数量并不算大，但这只是组成1个氘核所放出的能量。如果组成的是6.021023个氘核时，放出的能量就十分可观了。与之相对照的是，使1摩的碳完全燃烧放出的能量为393.5103J。折合为每个碳原子在完全燃烧时放出的能量只不过4eV。若跟上述核反应中每个原子可能放出的能量相比，两者相差数十万倍。第五、核反应中释放或吸收的能量比化学反应中释放或吸收的能量大好几个数量级。 二、质量亏损的理解 1、质量亏损并不是这部分质量消失或者质、质量亏损并不是这部分质量消失或者质量转变为

6、能量。量转变为能量。 2、物体的质量应包括静止质量与运动质量，、物体的质量应包括静止质量与运动质量，质量亏损是质量亏损是静止质量的减少静止质量的减少，减少的静止，减少的静止质量转换为和辐射能量相联系的运动质量。质量转换为和辐射能量相联系的运动质量。 3、辐射、辐射光子的动质量刚好等于亏损的质光子的动质量刚好等于亏损的质量，所以严格讲：核反应前后仍然遵循质量，所以严格讲：核反应前后仍然遵循质量守恒和能量守恒。量守恒和能量守恒。不是所有的核裂变都放出核能： 不是所有的核反应都能放出核能，有的核不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质反应，反应后生成物的质量比反应前的

7、质量大，这样的核反应不放出能量，反而在量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。只有重核反应过程中要吸收大量的能量。只有重核裂变和轻核聚变能放出大量的能量。裂变和轻核聚变能放出大量的能量。聚变裂变 U23592n10+Ba14156Kr9236+n310kg103578. 027mMeV2012 mcE1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t优质煤完全燃烧时释放的能量。 “ “小玩意儿小玩意儿”钚装药重钚装药重6.16.1千克，千克，TNTTNT当量当量2.22.2万万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座

8、压，致使一座3030米高的铁塔被熔化为气体，并在地米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑面上形成一个巨大的弹坑 在半径为在半径为400400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物质，半径为色的玻璃状物质，半径为16001600米的范围内，所有的米的范围内，所有的动物全部死亡动物全部死亡 “原子弹之父原子弹之父” ” 奥本海默在核爆观测站里感到十奥本海默在核爆观测站里感到十分震惊，他想起了印度一首古诗：分震惊，他想起了印度一首古诗：“漫天奇光异彩，漫天奇光异彩，有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争辉我是死

9、神，我是世界的毁灭者辉我是死神，我是世界的毁灭者”在山田须磨子（一位当年的爆炸目击者）在山田须磨子（一位当年的爆炸目击者）的一幅画：在遥远的广岛上空，原子弹的一幅画：在遥远的广岛上空，原子弹爆炸后发出彩虹一般绚丽的光芒爆炸后发出彩虹一般绚丽的光芒 广岛红十字医院里，一个严重广岛红十字医院里，一个严重烧伤的学生仰面躺在一张草席烧伤的学生仰面躺在一张草席上。他的五官几乎全被原子弹上。他的五官几乎全被原子弹爆炸产生的热浪抹掉了。四天爆炸产生的热浪抹掉了。四天后他死了。后他死了。倒塌的钢架结构建筑物倒塌的钢架结构建筑物 （）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。

10、 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。向爆心卧倒，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少放射性物质在人体内的存留中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图 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 一、已经