高中物理选修3-5 第05节 裂变和聚变 全国一等奖

第05节裂变和聚变《裂变和聚变》【学习内容】1.掌握核裂变反应的定义、特点、发生条件和应用.2.掌握核聚变的定义、特点、发生条件和应用.3.会计算裂变、聚变所释放的能量重核裂变轻核聚变定义重核被中子轰击后分裂成中等质量的原子核，并释放_______的过程．核反应方程条件重核裂变产生的______使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的

．条件：(1)铀块体积

______________________

(2)有足够数量的慢__________．（点火条件）

又称为：

核反应过程反应过程，会

能量；反应前的质量

反应后的质量．核反应后原子核更加

，平均结合能

。核裂变后的产物

。核反应后，原子核更加

，平均结合能

．应用可控性核废料处理难度聚变反应的核废料处理要比裂变反应

能量中子链式反应大于临界体积铀块的质量大于临界质量中子释放大于稳定增加多种多样原子弹；核电站；核潜艇可控两个轻核结合成质量较大的核，释放出能量的反应．超高温，超高压热核反应稳定增加氢弹；恒星内部不可控简单洁能1964年10月16日，中国第一颗原子弹爆炸成功。1967年6月17日，中国第一颗氢弹爆炸成功。若反应前的质量小于反应后的质量，则核反应需要_______吸收能量ABCDEF若反应前的质量大于反应后的质量，则核反应会_________释放能量问题：如何让核反应出现质量亏损？1.重核裂变重核分裂成中等大小的核，并释放出核能的反应叫做重核裂变．中子中子（1）裂变产物多种多样.(还有其它裂变形式，例如：原子核的三分裂、四分裂由我国科学家钱三强、何泽惠夫妇发现。重核裂变的特点：中子（1）裂变产物多种多样.(还有其它裂变形式，如：原子核的三分裂、四分裂由我国科学家钱三强、何泽惠夫妇发现。（2）链式反应：重核分裂后产生更多的中子，再轰击其他铀核重核裂变的特点：链式反应条件：①中子的“再生率”要大于1

②铀块体积大于临界体积③有足够浓度的铀2351、原子弹重核裂变应用如果让您制造一个原子弹，您需要什么材料？2、核电站重核裂变应用核发电量比例最多的国家是：①法国75%②立陶宛73.1%③比利时57.7%世界核能发电占全部电量1/4核能的利用—慢中子反应堆水泥防护层控制棒——镉棒燃料棒—铀棒减速剂1kg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．3、核潜艇重核裂变应用例1：关于重核的裂变，下列说法正确的是()A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应C．重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少D．重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能DABCDEF如何让核反应出现质量亏损？氚核氘核中子氦-4

核聚变轻核的聚变（热核反应）：某些轻核能够结合在一起，生成一个稍大的原子核，这种核反应叫做聚变。轻核的聚变:发生聚变的条件:轻核的聚变:发生聚变的条件:使原子核间的距离达到10-15m温度高达108～109K；聚变反应又叫热核反应超高温、超高压；轻核的聚变:如何获得超高温、超高压？弹体引爆装置氘、氚铀235普通炸药氢弹轻核聚变的应用1、氢弹太阳中心发生核聚变，放出巨大能量;这个天然的的核聚变已经发生了好几十亿年。2、恒星内部3、未来可控核聚变发电站可控核聚变，俗称人造太阳位于中国合肥利用磁力约束例2：以下说法正确的是(

)A.聚变是裂变的逆反应B.如果裂变释放能量，则聚变反应必定吸收能量C.聚变须将反应物加热至数百万开尔文以上的高温，显然是吸收能量D.裂变与聚变均可释放巨大的能量D二、核能计算1．由质能方程:ΔE＝Δm·c2单位：J2．1u相当于931.5MeV单位：MeV提示：1u=1.660×10-27kgC例3．一个铀235吸收一个中子后发生的一种核反应方程是放出的能量为E，铀235核的质量为M，中子的质量为m，氙136核的质量为m1，锶90核的质量为m2，真空中光速为c，则释放的能量E等于(

)A．(M－m1－m2)c2

B．(M＋m－m1－m2)c2C．(M－m1－m2－9m)c2

D．(m1＋m2＋9m－M)c21、太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．(已知质子质量为mH＝1.0073u，氦核质量为mHe＝4.0015u，正电子质量为me＝0.00055u，结果保留两位小数，1u相当于931.5MeV的能量)(1)写出这个核反应方程；(2)这一核反应能释放多少能量？(3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？解析:(1)核反应方程为(2)反应前的质量m1＝4mH＝4.0292u，反应后的质量m2＝mHe＋2me＝4.0026uΔm＝m1－m2＝0.0266u，