资源简介

第五节 裂变和聚变
第五章 原子与原子核
【引入新课】
1.比结合能：原子核的＿＿＿与＿＿＿之比被称为该原子核的比结合能，也叫平均结合能。
【说明】
①比结合能越大，
表示原子核越＿＿;
②中等大小原子核
的比结合能＿＿，原子核＿＿＿ 。
结合能
核子数
稳定
最大
最稳定
2.核能的获得：较重的核分裂成中等
大小的核，较小的核合并成中等大小的
核的过程中，都有可能释放出能量。
核电站以及原子弹、氢弹等核武器，
利用的就是这些核能。在这些装置中，
核能是怎样被转化和使用的呢？
【引入新课】
一、核裂变与链式反应
1.核裂变：重核分裂成＿＿＿＿时，会释放出能量，这种核反应叫作核裂变。
铀核裂变：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2.链式反应：一个原子核的裂变＿＿其他原子核
发生裂变，核裂变过程＿＿＿持续下去，源源不断地将核能释放出来。这样的核反应叫作链式反应。
较轻的核
????????????????????????+????????????→????????????????????????+????????????????????????????+????????????????
?
引发
自发地
2.链式反应：
(1)反应特点： 235U俘获各种能量的中子＿＿＿＿裂变， 238U只有俘获能量大于1MeV的中子＿＿＿＿＿裂变，
并且几率很小(235U比238U天然储量少得多)。
(2)反应条件：
①必须存在持续不断的＿＿；
②裂变物质(铀块)的体积＿＿临界体积；
③最好是选用＿＿＿＿＿。
一、核裂变与链式反应
都会发生
才可能发生
中子
超过
高浓度235U
二、核聚变及受控热核反应
1.定义：轻核聚合成＿＿＿＿时，释放能量，这种核反应叫作核聚变。
2.实例：氢核聚变＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3.条件：必须使轻核的距离达到＿＿＿m以内，使核具有足够的＿＿，轻核才能够发生聚变。
【说明】达到条件的方法有两个：
①用加速器＿＿原子核，但不经济；
②把原子核＿＿到几百万摄氏度以上的高温，这个方法可行，故核聚变又叫作＿＿＿＿。
4.特点：热核反应在宇宙中是很＿＿的现象，受控热核反应前景诱人。
较重的核
????????????+????????????→????????????????+????????????
?
10-15
动能
加速
加热
热核反应
普遍
三、核能利用
1.原子弹：
(1)原理：原子弹就是根据核裂变＿＿＿＿原理
制成的；
(2)分类：按结构分为“＿＿＿”和“＿＿”两种。
链式反应
内爆式
枪式
三、核能利用
2.氢弹：
弹体
引爆装置
小型原子弹
三种炸药
普通炸药
U235
氘、氚
爆炸
裂变
聚变
氘、氚、重氢化钾等
铀235
外壳
普通炸药
三、核能利用
3.核反应堆：
(1)组成：核反应堆是人工控制＿＿＿＿的装置，主要由＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿及防护层等组成。
链式反应
燃料棒—铀棒
慢化剂—石墨
控制棒—镉棒
三、核能利用
3.核反应堆：
(2)原理：
①燃料：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
②慢化剂： 铀235容易捕获中子发生反应，
采用＿＿、＿＿等作慢化剂；
③控制棒：利用镉＿＿＿＿＿＿＿＿的特性，调整镉棒插入的＿＿，控制反应速度。
(3)效果：核燃料＿＿释放出来的能量，使反应区的温度升高。
铀棒—天然铀或浓缩铀
石墨
重水
吸收中子能力很强
深度
裂变
三、核能利用
3.核反应堆：
(4)应用：①核电站是利用
＿＿＿＿释放出来的核能使水
汽化，水蒸气通过＿＿＿推动
＿＿＿发电。
核反应堆
汽轮机
发电机
核
内
机械
电
＿能
＿能
＿＿能
＿能
三、核能利用
3.核反应堆：
(4)应用：②把核反应堆小型化，可以用于核动力潜艇、核动力破冰船和核动力航空母舰等。
【课堂练习】
1.裂变反应中释放出的能量来自于(　 　)
A.核子消失转化为能量
B.原子中电子与原子核的电势能减小
C.入射的中子消失转化为能量
D.原子核的比结合能变大，释放出能量
2.下列核反应中，表示核裂变的是(　 　)
A． B．
C． D．
D
B
【课堂练习】
3.如图是核反应堆的示意图，对核反应堆的认识，下列说法正确的是( )
A. 铀棒是核燃料，核心物质是铀238
B. 石墨起到吸收中子的作用
C. 镉棒起到使中子减速的作用
D. 水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，
避免放射性危害
D
【课堂练习】
4.日本福岛第一核电站在地震后，数秒内就将控制棒插入核反应堆芯，终止了铀的裂变链式反应．但海啸摧毁了机组的冷却系统，因裂变遗留的产物铯、钡等继续衰变不断释放能量，核燃料棒温度不断上升。则下列说法正确的是(　　 ) 　
A.控制棒通过吸收中子来实现对核反应的控制
B.衰变释放的射线中，α射线的穿透力最强
C.日本后来向反应堆灌注海水，既可以降温，也减慢衰变速度，从而控制核污染
D.核裂变遗留物铯、钡等原子的质量可能比铀原子质量更大
A
【课堂练习】
5.2021年11月3日上午，清华大学王大中院士在北京人民大会堂被授于2020年度国家最高科学技术奖，王大中院士领导清华大学核能研究团队以提高核能安全性为主要学术理念，成功走出了一条以固有安全为主要特征的先进核能技术的发展之路。下列有关核反应的说法，正确的是( )
A.铀核的衰变和裂变都能自发发生
B.两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加
C.温度升高，铀核的半衰期将逐渐减小
D.要使重核裂变产生链式反应，需用α粒子轰击重核
B
【课堂练习】
6.重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径，关于裂变和聚变，下列说法正确的是( )
A.裂变释放能量，聚变吸收能量
B.裂变过程有质量亏损，聚变过程无质量亏损
C.裂变和聚变都可以释放出巨大的能量
D.太阳能来源于太阳内部发生的核裂变
C
【课堂练习】
7.2021年5月我国的“人造太阳”工程成功创造了新的世界纪录，实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子运行。“人造太阳”其实是一种全超导托卡马克核聚变实验装置，以上纪录的创造标志着我国核聚变能源开发技术水平进入世界先进行列。下列关于核聚变的说法正确的是( )
A.我国的大亚湾核电站采用的是核聚变技术进行发电的
B.任何两个原子核都可以发生聚变
C.两个轻核结合成质量较大的原子核，核子的比结合能一定增大
D.两个轻核结合成质量较大的原子核，与原来两轻核的质量之和相等
C
【课堂练习】
8.(多选)铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块，这类核反应被定名为核裂变。1947年我国科学家钱三强、何泽慧在实验中观察到铀核也可以分裂为三部分或四部分。关于铀核裂变，下列说法中，正确的是( )
A.裂变的产物不是唯一的
B.裂变的同时能放出2～3个或更多个中子
C.裂变能够释放巨大能量，每个核子平均释放的能量在裂变反应中比在聚变反应中的大
D.裂变物质达到一定体积（即临界体积）时，链式反应才可以持续下去
ABD

展开更多......

收起↑