1、第十九章原子核目標定位1.知道重核的裂變反應和鏈式反應發生的條件.2.掌握核聚變的定義及發生條件.3.會判斷和書寫核裂變、核聚變方程，能計算核反應釋放的能量學案6核裂變學案7核聚變學案8粒子和宇宙知識探究自我檢測閱讀課本“核裂變”，說明：(1)鈾核裂變是如何發生的？答案鈾核的裂變核子受激發當中子進入鈾235后，便形成了處于激發狀態的復核，復核中由于核子的激烈運動，使核變成不規則的形狀一、核裂變和鏈式反應知識探究 問題設計核子分裂核子間的距離增大，因而核力迅速減弱，使得原子核由于質子間的斥力作用而分裂成幾塊，同時放出中子，這些中子又引起其他鈾核裂變，這樣，裂變反應一代接一代繼續下去，形成鏈式反應

2、(2)重核的裂變只能發生在人為控制的核反應中，在自然界中不會自發地發生鈾核裂變不會自發地進行，要使鈾核裂變，首先要利用中子轟擊鈾核，使鈾核分裂，分裂產生更多的中子，這些中子繼續與其他鈾核發生反應，再引起新的裂變，這樣就形成了鏈式反應要點提煉1核裂變重核被中子轟擊后分裂成兩個質量差不多的，并放出 的過程新原子核核能2鈾核裂變用 轟擊鈾核時，鈾核發生裂變，其產物是多種多樣的，其中一種典型的反應是中子3鏈式反應由重核裂變產生的 使裂變反應一代接一代繼續下去的過程，叫做核裂變的鏈式反應4鏈式反應的條件(1)鈾塊的體積 臨界體積或鈾塊的質量 臨界質量(2)有足夠數量的 中子中子大于大于慢1核電站是利用核

3、能發電，它的核心設施是 ，它主要由以下幾部分組成：(1)燃料：(2)慢化劑：鈾235容易捕獲慢中子發生反應，采用 、重水或普通水作慢化劑；(3)控制棒：采用在反應堆中插入鎘棒的方法，利用鎘 的能力很強的特性，控制鏈式反應的速度二、核電站反應堆鈾棒石墨吸收中子2工作原理核燃料 釋放能量，使反應區溫度升高3能量輸出利用水或液態的金屬鈉等流體在反應堆內外 ，把反應堆內的熱量傳輸出去，用于發電，同時也使反應堆冷卻4核污染的處理在反應堆的外面需要修建很厚的，用來屏蔽裂變產物放出的各種射線核廢料具有很強的 ，需要裝入特制的容器， 裂變循環流動水泥層放射性深埋地下三、裂變過程中核能的分析與計算 問題設計重核

4、裂變為什么能釋放核能？人們獲得核能的途徑有哪些？通過圖1說明圖1答案中等質量的原子核的核子的平均質量較小，重核和輕核的核子的平均質量較大如果原子序數較大的重核A分裂成原子序數小一些的核B和C，會有質量虧損，放出巨大的核能獲得核能的主要途徑：一是重核裂變，二是輕核聚變要點提煉鈾核裂變釋放核能的計算1首先算出裂變反應中的質量虧損m.2根據計算釋放的核能計算時要注意m與E單位的對應關系：若m用kg做單位，則E用J做單位；若m用u做單位，則E用MeV做單位，1 u相當于931.5 MeV的能量Emc23若計算一定質量的鈾塊完全裂變時放出的核能，應先算出鈾塊中有多少個鈾核(設為n)，則鈾塊裂變釋放的核能

5、E.nE四、輕核聚變1聚變兩個輕核結合成質量較大的核，釋放出核能的反應，稱為核聚變聚變反應又稱為熱核反應2聚變方程3聚變發生的條件要使輕核聚變，必須使輕核接近核力發生作用的距離 m，這要克服電荷間強大的庫侖斥力作用，要求使輕核具有足夠大的動能要使原子核具有足夠大的動能，有一種方法就是給它們加熱，使物質達到幾百萬開爾文以上的高溫1015 4重核裂變與輕核聚變的區別 反應方式比較項目重核裂變輕核聚變放能原理重核分裂成兩個或多個的原子核，放出核能兩個輕核結合成 的原子核，放出核能中等質量質量較大放能多少聚變反應比裂變反應平均每個核子放出的能量大約要 34倍燃料儲量情況聚變燃料儲量豐富核廢料處理難度聚

6、變反應的核廢料處理要比裂變反應 得多大容易五、粒子1“基本粒子”不基本直到19世紀末，人們都認為原子是組成物質的不可再分的最小微粒，后來人們發現了光子、電子、 、 ，并把它們叫做“基本粒子”2發現新粒子1932年發現了 ，1937年發現了 ，1947年發現了K介子和介子及以后的超子等質子中子正電子子3夸克模型1964年美國物理學家蓋爾曼提出了強子的夸克模型，認為強子是由 構成的夸克典例精析例1關于重核的裂變，下列說法正確的是()A核裂變釋放的能量等于它俘獲中子時得到的能量B中子從鈾塊中通過時，一定發生鏈式反應C重核裂變釋放出大量的能量，產生明顯的質量虧損，所以核子數減少D由于重核的核子平均質量

7、大于中等質量核的核子平均質量，所以重核裂變為中等質量的核時，要發生質量虧損，放出核能一、對重核裂變的理解及核能的計算解析根據重核發生裂變的條件和裂變放能的原理分析可知，裂變時因鈾核俘獲中子即發生核反應，是核能轉化為其他形式能的過程因而其釋放的能量遠大于其俘獲中子時吸收的能量鏈式反應是有條件的，即鈾塊的體積必須大于其臨界體積如果體積小，中子從鈾塊中穿過時，可能碰不到原子核，則鏈式反應就不會發生在裂變反應中核子數是不會減少的，查閱相關資料可得其中各粒子質量分別為mU235.043 9 u，mn1.008 67 umSr89.907 7 u，mXe135.907 2 u質量虧損為m(mUmn)(mS

8、rmXe10mn)0.151 0 u可見鈾裂變的質量虧損是遠小于一個核子的質量的，核子數是不會減少的，因此選項A、B、C錯誤重核裂變為中等質量的原子核時，由于核子平均質量減小，發生質量虧損，從而釋放出核能綜上所述，選項D正確答案DmU390.313 91027 kg，mn1.674 91027 kg；mBa234.001 61027 kg，mKr152.604 71027 kg.試寫出核反應方程，求出反應中釋放的核能解析根據反應前后質量數守恒、電荷數守恒就可以寫出核反應方程根據核反應前后的質量虧損，用愛因斯坦質能方程就可求出釋放的核能則核反應前后的質量虧損為mmUmnmBamKr3mn0.35

9、7 81027 kg.Emc20.357 81027(3108)2 J3.220 21011 J.二、對輕核聚變的理解及核能計算例3據新華社報道，由我國自行設計、研制的世界第一套全超導核聚變實驗裝置(又稱“人造太陽”)已完成了首次工程調試下列關于“人造太陽”的說法正確的是()C根據公式Emc2可知，核燃料的質量相同時，聚變反應釋放的能量比裂變反應大得多D根據公式Emc2可知，核燃料的質量相同時，聚變反應釋放的能量與裂變反應相同根據氫核聚變特點，相同質量的核燃料，氫核聚變釋放的能量比裂變反應大得多，故選項C正確答案AC例4太陽內部持續不斷地發生著四個質子聚變為一個氦核同時放出兩個正電子的熱核反應

10、，這個核反應釋放出的大量能量就是太陽的能源(已知質子質量為mH1.007 3 u，氦核質量為mHe4.001 5 u，電子質量為me0.000 55 u)(1)寫出這個核反應方程解析由題意可得核反應方程應為(2)這一核反應能釋放多少能量？解析反應前的質量m14mH41.007 3 u4.029 2 u，反應后的質量m2mHe2me4.001 5 u20.000 55 u4002 6 u，mm1m20.026 6 u，由質能方程得，釋放能量Emc20.026 6931.5 MeV24.78 MeV.答案24.78 MeV(3)已知太陽每秒釋放的能量為3.81026 J，則太陽每秒減少的質量為多少

11、千克？解析由質能方程Emc2得太陽每秒減少的質量答案4.22109 kg課堂要點小結自我檢測1(對重核裂變的理解)關于鈾核裂變，下列說法正確的是()A鈾核裂變的產物是多種多樣的，但只能裂變成兩種不同的核B鈾核裂變時還能同時釋放數目不等的中子C為了使裂變的鏈式反應容易進行，最好用純鈾235D鈾塊的體積對產生鏈式反應無影響解析鈾核受到中子的沖擊，會引起裂變，裂變的產物是多種多樣的，具有極大的偶然性，但裂變成兩塊的情況比較多，也有的分裂成多塊，并放出數目不等的中子，鈾235受中子的轟擊時，裂變的概率大，而鈾238只有俘獲能量在1 MeV以上的中子時才能引起裂變，且裂變的幾率小，而要引起鏈式反應，需使鈾塊體積超過臨界體積，故B、C正確答案BCA(Mm1m2)c2B(Mmm1m2)c2C(Mm1m29m)c2D(m1m29mM)c2解析鈾235裂變時的質量虧損：mMmm1m210mMm1m29m，由質能方程可得Emc2(M9mm1m2)c2.答案C