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5.4 核裂变 核聚变——高二物理教科版（2019）选择性必修第三册课前导学
1.认识核裂变、链式反应，并能计算核裂变释放的核能。
2.了解核反应堆的工作原理和核电站的工作流程。
3.知道核聚变反应的定义和聚变反应的特点。
4.能够分辨和书写核聚变反应的方程，能计算核聚变释放的能量，认识受控热核反应。
重、难点
能够书写核聚变、核裂变反应的方程，能计算核聚变、核裂变释放的能量。
一、核裂变 链式反应
1.核裂变
（1）定义：重核分裂成几个中等质量原子核的核反应现象。
（2）铀核裂变
用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是
2.链式反应
（1）定义：一个反应过程的产物能够再次引发这种反应，从而使反应一旦开始后就能①________下去的反应.
（2）临界体积和临界质量
能够发生链式反应的裂变物质的②_________叫作临界体积，相对应的质重叫作临界质重
二、核反应堆 核电站
1.核反应堆：一种③__________的核裂变链式反应装置，
2.核反应堆的组成：浓缩的铀235（铀棒）、减速剂（普通水、重水或石墨等）、控制棒（镉或硼等）.
三、核聚变 受控热核反应
1.核聚变：轻原子核④______成较重原子核的反应
2.典型的核反应方程：
3.受控热核反应
（1）磁约束：利用磁场约束参加反应的物质，目前最好的一种磁约束装置是⑤______。
（2）激光惯性约束：聚变物质因自身的惯性，在极短时间内，来不及扩散就完成了核反应，在惯性约束下，用⑥______从各个方向照射反应物，使它们“挤”在一起发生反应。
参考答案
①自动延续 ②最小体积 ③人为可控 ④聚合 ⑤环流器 ⑥激光
1.下列核反应方程中，属于裂变的是( )
A. B.
C. D.
2.关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理，下列说法正确的是( )
A.镉棒能释放中子，依靠释放的多少控制反应速度
B.用镉棒插入的多少控制快中子变为慢中子的数量
C.利用镉棒对中子吸收能力强的特点，依靠插入的多少控制中子数量
D.镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用，利用其与轴的接触面积的大小控制反应速度
3.关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是( )
A.聚变反应一定比裂变反应释放的能量多
B.聚变反应比裂变反应每个核子平均释放的能量一定大
C.聚变反应中粒子的比结合能变小
D.聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量变大
4.用中子轰击铀核，其中的一个可能反应是分裂成钡和氪两部分，放出3个中子.各个核和中子的质量如下（计算结果保留到小数点后两位）：
；
.
（1）试写出该核反应方程；
（2）求出反应中释放的核能；
（3）我国第一座核电站——秦山核电站总装机容量达到650万千瓦，若该核电站中发生的反应为（1）中反应，则秦山核电站一年需要消耗多少千克的铀核？
答案以及解析
1.答案：D
解析：裂变是中子轰击较重的原子核后，原子核被分解为中等质量原子核的过程，故选项D正确.
2.答案：C
解析：镉棒并不能释放中子，也不能控制快中子变为慢中子的数量，对铀核裂变也没有阻碍作用，镉棒是利用其对中子的吸收能力强的特点，控制中子的数量从而控制核反应速度，故选项C正确.
3.答案：B
解析：裂变反应参与的核子数目可以大于聚变反应，故聚变反应释放的总能量不一定多，但聚变反应比裂变反应每个核子平均释放的能量一定多，故A错误，B正确；由于聚变反应释放能量，所以粒子的比结合能变大，故C错误；由于发生质量亏损，故聚变后质量变小，故D错误.
4.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）根据电荷数守恒、质量数守恒可知，核反应方程为.
（2）核反应前后的质量亏损
，
反应中释放的核能为.
（3）秦山核电站一年需要消耗铀核的质量
.

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