（新課標(biāo)）2018-2019學(xué)年高考物理 主題三 原子與原子核 3.3 原子核 3.3.6 核裂變課件 新人教版選修3-5.ppt

3.3.6核裂變,中子,3.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng) 繼續(xù)下去的過程叫核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 4.臨界體積和臨界質(zhì)量：把裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量。 5.核裂變的能量：1 kg鈾235全部裂變放出的能量相當(dāng)于 標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒時(shí)釋放的化學(xué)能。,一代接一代,2 800 t,思考判斷,(1)鈾核裂變的產(chǎn)物是固定的，就是生成鋇和氪，同時(shí)放出3個(gè)中子。() (2)裂變中放出的中子數(shù)目是固定的3個(gè)中子。() (3)只有鈾塊的體積大于臨界體積時(shí)，才能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。() 答案(1)(2)(3),二、核電站 1.核電站：利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)施是，它主要由以下幾部分組成： (1)燃料：。 (2)慢化劑：鈾235容易捕獲慢中子發(fā)生反應(yīng)，采用_做慢化劑。 (3)控制棒：為了調(diào)節(jié)中子數(shù)目以控制反應(yīng)速度，還需要在鈾棒之間插進(jìn)一些鎘棒。鎘的能力很強(qiáng)，當(dāng)反應(yīng)過于激烈時(shí)，將鎘棒插入深一些，讓它多吸收一些中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度會(huì)慢一些，這種鎘棒叫做控制棒。,反應(yīng)堆,鈾棒,石墨、重水或普通水,吸收中子,2.工作原理：釋放的能量，使反應(yīng)區(qū)溫度升高。 3.能量輸出：利用水或液態(tài)的金屬鈉等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)，把反應(yīng)堆內(nèi)的傳輸出去，用于發(fā)電。同時(shí)也使反應(yīng)堆冷卻。 4.核污染的處理：為避免射線對人體的傷害和放射性物質(zhì)對水源、空氣和工作場所造成的放射性污染，在反應(yīng)堆的外面需要修建很厚的，用來屏蔽_放出的各種射線，核廢料具有很強(qiáng)的 ，需要裝入特制的容器，深埋地下。,核燃料裂變,熱量,水泥層,裂變反應(yīng),放射性,思考判斷,(1)在核反應(yīng)中，中子的速度越大越容易擊中鈾核。() (2)核反應(yīng)堆是通過調(diào)節(jié)中子數(shù)目以控制反應(yīng)速度。() (3)核反應(yīng)堆用過的核廢料無毒無害。() 答案(1)(2)(3),重核裂變與其釋放核能的計(jì)算,1.常見的裂變方程,要點(diǎn)歸納,2.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生的條件 (1)鈾塊的體積大于或等于臨界體積。體積超過臨界體積時(shí)，保證中子能夠碰到鈾核。 (2)有足夠濃度的鈾235。 (3)有足夠數(shù)量的慢中子。 3.裂變反應(yīng)的能量 鈾核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核，發(fā)生質(zhì)量虧損，所以放出能量。一個(gè)鈾235核裂變時(shí)釋放的能量如果按200 MeV估算，1 kg鈾235全部裂變放出的能量相當(dāng)于2 800 t標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒釋放的化學(xué)能，裂變時(shí)能產(chǎn)生幾百萬度的高溫。 4.鈾的同位素中鈾235比鈾238更容易發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。,例1 (多選)關(guān)于重核裂變的說法正確的是(),A.重核裂變?yōu)閮蓚€(gè)中等質(zhì)量的核時(shí)，重核的中子數(shù)要比裂變后的兩個(gè)中等質(zhì)量核的中子數(shù)多 B.只要用中子轟擊鈾塊，就一定能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng) C.為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生，不能利用裂變時(shí)產(chǎn)生的中子 D.裂變過程中釋放能量，質(zhì)量虧損 審題指導(dǎo)解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)： (1)原子核裂變時(shí)釋放能量。 (2)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件。 (3)核反應(yīng)遵循的規(guī)律。,精典示例,解析重核裂變?yōu)閮蓚€(gè)中等質(zhì)量的核時(shí)，會(huì)產(chǎn)生兩到三個(gè)中子，因而分裂后的中子數(shù)減小，選項(xiàng)A正確；鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生是有條件的，鈾塊的體積必須大于其發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的臨界體積，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)一旦發(fā)生，中子轟擊鈾核裂變產(chǎn)生的中子再次引起其他鈾核的裂變，且能不斷繼續(xù)下去，選項(xiàng)B、C錯(cuò)；重核裂變時(shí)質(zhì)量發(fā)生虧損，總能量減小，減小的能量對外釋放，選項(xiàng)D正確。 答案AD,針對訓(xùn)練1 鈾核裂變時(shí)，對于產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的重要因素，下列說法正確的是(),A.鈾塊的質(zhì)量是重要因素，與體積無關(guān) B.為了使鈾235裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生，最好直接利用裂變時(shí)產(chǎn)生的快中子 C.若鈾235的體積超過它的臨界體積，裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就能夠發(fā)生 D.裂變能否發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與鈾塊的質(zhì)量無關(guān) 解析要發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)必須使鈾塊體積(或質(zhì)量)大于臨界體積或臨界質(zhì)量，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，C正確；鈾235俘獲慢中子發(fā)生裂變的概率大，快中子使鈾235發(fā)生裂變的幾率小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 答案C,核電站,1.核電站的主要部件及作用如下表,要點(diǎn)歸納,2.核電站發(fā)電的優(yōu)點(diǎn),(1)消耗的核燃料少。 (2)作為核燃料的鈾、釷等在地球上可采儲(chǔ)量大，所能提供的能量大。 (3)對環(huán)境的污染要比火力發(fā)電小。,例2 如圖1是慢中子反應(yīng)堆的示意圖，對該反應(yīng)堆的下列說法正確的是(),精典示例,圖1,A.鈾235容易吸收快中子后發(fā)生裂變反應(yīng) B.快中子跟慢化劑的原子核碰撞后的能量減少，變成慢中子，慢中子容易被鈾235俘獲而引起裂變反應(yīng) C.控制棒由鎘做成，當(dāng)反應(yīng)過于激烈時(shí)，使控制棒插入淺一些，讓它少吸收一些中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度就會(huì)慢一些 D.要使裂變反應(yīng)更激烈一些，應(yīng)使控制棒插入深一些，使大量快中子碰撞控制棒后變成慢中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度就會(huì)快一些,解析快中子容易與鈾235擦肩而過，快中子跟慢化劑的原子核碰撞后能量減少，變成慢中子，慢中子容易被鈾235俘獲而引起裂變反應(yīng)，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；控制棒由鎘做成，鎘吸收中子的能力很強(qiáng)，當(dāng)反應(yīng)過于激烈時(shí)，使控制棒插入深一些，讓它多吸收一些中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度就會(huì)慢一些，選項(xiàng)C、D都錯(cuò)誤。 答案B,針對訓(xùn)練2 (多選)關(guān)于核反應(yīng)堆，下列說法正確的是(),A.鈾棒是核燃料，裂變時(shí)釋放核能 B.鎘棒的作用是控制反應(yīng)堆的功率 C.石墨的作用是吸收中子 D.冷卻劑的作用是控制反應(yīng)堆的溫度和輸出熱能,解析鈾棒是核燃料，裂變時(shí)可放出能量，故選項(xiàng)A正確；鎘棒吸收中子的能力很強(qiáng)，作用是調(diào)節(jié)中子數(shù)目以控制反應(yīng)速度，即控制反應(yīng)堆功率，故選項(xiàng)B正確；慢中子最容易引發(fā)核裂變，所以在快中子碰到鈾棒前要進(jìn)行減速，石墨的作用是使中子減速，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；水或液態(tài)金屬鈉等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去，用于發(fā)電，同時(shí)也使反應(yīng)堆冷卻，控制溫度，故選項(xiàng)D正確。 答案ABD,