第5节核裂变(22张)

3.5核裂变2021/5/91核反应电子原子核

在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应．2021/5/92

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：原子核的质量核子数2021/5/93核子平均质量核子的平均质量与原子序数之间的关系2021/5/94

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核裂变．把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反映叫做核聚变．一、核裂变〓聚变〓裂变2021/5/95

1939年12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，其核反应方程是：铀核的裂变+→++核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：释放出的能量为2021/5/961kg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．2021/5/97

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接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应．

使裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量.2021/5/98原子弹2021/5/99

原子弹（Atomicbomb）是核武器之一，是利用核反应的光热辐射、冲击波和感生放射性造成杀伤和破坏作用，以及造成大面积放射性污染，阻止对方军事行动以达到战略目的的大杀伤力武器。主要包括裂变武器（第一代核武，通常称为原子弹）和聚变武器（亦称为氢弹，分为两级及三级式）。亦有些还在武器内部放入具有感生放射的轻元素，以增大辐射强度扩大污染，或加强中子放射以杀伤人员（如中子弹）。核武器是指利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量，产生爆炸作用，并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。其中主要利用铀235（厬U）或钚239（厱Pu）等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器，通常称为原子弹；主要利用重氢（daoH，氘）或超重氢（chuanH，氚）等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器，通常称为氢弹。1964年10月16日，中国自行研制的第一颗原子弹爆炸成功。根据解密的资料，为了这颗原子弹的爆炸，中国一共花费了28亿人民币。1967年6月17日，中国又成功地进行了首次氢弹试验，打破了超级大国的核垄断、核讹诈政策，为中华人民共和国作出了巨大贡献。原子弹2021/5/910

“小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨，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30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．

在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所有的动物全部死亡．

“原子弹之父”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：“漫天奇光异彩，有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争辉．我是死神，我是世界的毁灭者．”原子弹2021/5/911

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，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37%．原子弹2021/5/912原子弹

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，原子弹爆炸后发出彩虹一般绚丽的光芒。2021/5/913

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上。他的五官几乎全被原子弹爆炸产生的热浪抹掉了。四天后他死了。广岛原子弹爆炸震撼视频片段倒塌的钢架结构建筑物

原子弹在距地面580米的空中爆炸，在巨大冲击波的作用下，广岛市的建筑全部倒塌，全市24.5万人口中有7.815万人当日死亡，死伤总人数达20余万，城市化为一片废墟。这是人类历史上首次将核武器用于实战，广岛成为第一座遭受原子弹轰炸的城市。2021/5/914核防护（１）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。（２）放射性沾染防护。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量缩短时间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，以减少放射性物质在人体内的存留2021/5/915原子弹中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图2021/5/916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千年。核聚变资源可使用几亿年。二、核电站2021/5/917水泥防护层控制棒——镉棒燃料棒—铀棒减速剂链式反应的应用——

核电站慢中子反应堆二、核电站2021/5/918核能----解决能源危机的根本途径核发电量占总发电比例最多的10个国家是：法国75%

立陶宛73.1%

比利时57.7%

保加利亚47.1%

斯洛伐克47%

瑞典46.8%

乌克兰43.8%

韩国42.8%

匈牙利38.3%

亚美尼亚36.4%世界核能发电占全部电量1/4

2021/5/919中国核电站分布图2021/5/920

截止到2014年9月4日，我国大陆已建成并投入商业运行的核电站有8个，分别为浙江秦山核电站一期、二期、三期，广东大亚湾核电站和岭澳核电站一期、二期，江苏田湾核电站，辽宁红沿河1、2号机组，福建宁德1号机组，防城港1号机组，阳江核电站共20台机组。此外，2011年7月21日，中国实验快堆成功实现并网发电；宁德1号机组、红沿河1号机组也分别于2012年12月28日、20