高中物理选修三5.4核裂变和核聚变教案1_第1页
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文档简介

第4节核裂变和核聚变一、教学目标1、知道重核裂变、核聚变的概念。2、知道什么是链式反应。3、了解聚变反应的特点及其条件，了解可控热核反应及其研究和发展.4、会计算核反应中释放的能量。二、教学重难点核反应方程式的书写释放核能的计算。三、教学过程（一）重核裂变1、重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。2、核裂变是释放核能的方法之一。3、铀核的裂变（1）铀核的裂变的一种典型反应。最典型的一种核反应方程式是(2)释放的核能的计算Δm=（235.043u+1.0087u)(1409139u+91.8973u+3.0261u)=0.2153uΔE=0.2153u×931.5Mev=200.55Mev(3)铀核裂变的产物不同，释放的能量也不同。（二）链式反应1、这种由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。（见示意图523）2、临界体积（临界质量）：通常把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。（三）轻核聚变1、轻核聚变成较重核，引起结合能变化的方式获得核能，这样的核反应称为核聚变。2、氢核聚变：21H+31H→42He+10n3、能量计算：ΔE＝Δmc2＝17.6MeV，平均每个核子释放能量3MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍。4、氚的获得：（四）可控热核聚变1、（1）聚变与裂变相比，轻核聚变产能效率高。（2）聚变与裂变相比，地球上聚变燃料的储量丰富。（3）聚变与裂变相比，轻核聚变反应更为安全、清洁。2、发生条件：要使轻核发生聚变，必须使它们的间距达到核力作用的范围。要使它们达到这种程度，必须克服原子核间巨大的库仑斥力，这就得让核子获得足够大的动能。以氘核发生聚变为例，必须在大约108

K高温下，使氘核获得至少70

keV的动能才能达到核力作用的范围而发生核聚变。3、约束高温等离子体的方法：（1）引力约束（2）磁约束（3）惯性约束四、素养提升1、下列核反应中，表示核裂变的是（）A、B、C、D、答案：C2、秦山核电站第一期工程装机容量为60万kW，如果1g铀235完全裂变时产生的能量为8.21010J，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235?（一年按365天计算）答案：解：核电站每天的发电量为W=Pt=6×108×24×3600J=5.184×1013J.每年的发电量W总=365W=1.892×1016J而1g铀完全裂变时产生的能量为8.2×1010J. 所以，每年消耗的铀的量为M=1.892×1016/8.2×1010=230kg3、两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核(氦的同

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