高中物理3-5 第六节 重核的裂变
人教课标版高中物理选修3-5：《核裂变》课件-新版
如何求解原子核的结合能？
猜想获得核能的途径？
中等大小的核 最稳定，因为 这些核的比结 合能最大（平 均每个核子的 质量亏损最 大）。
物理学中把重核分裂成质量较小的核，释 放核能的反应叫做裂变．把轻核结合成质量较 大的核，释放出核能的反应叫做聚变．
〓
聚变
〓
裂变
请同学带着以下几个问题进行阅读：
(1)什么是核裂变？了解一下铀核裂变的发现史。 (2)铀核裂变的产物有什么特点？在其裂变过程中，如
典型
U 2 3 5
92
+01n→15464Ba
+3869k
r
+301n
2、多样性
铀核裂变的产物是多样的；甚至可能分裂为三 部分或四部分（概率约为分裂成两部分的千分 之三）
3、链式反应 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。
链式反应的条件： 1、铀块的体积要大于临界体积 2、有足够的慢中子 3、有足够浓度的铀235
第六节、核裂变
回顾上节课主要内容：
一、核力 二、原子核中质子数与中子的比例关系 三、结合能和比结合能 四、质量亏损
一 核力及其性质
1、核力：核子之间存在的强相互作用力。
2、核力的性质： (1) 核力是强相互作用（强力），在原子核尺度内， 核力比库仑力大得多。 (2) 核力是短程力，作用范围在1.5×10-15m之内。核 力在大于0.8×10-15m时表现为吸引力，且随距离增 大而减小，超过1.5×10-15m ，核力急剧下降几乎消 失；而在距离小于0.8×10-15m时，核力表现为斥力， 因此核子不会融合在一起。 (3) 核力具有饱和性，每个核子只跟邻近的核子发生 核力作用。
重核的裂变
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变
铀核的裂变
发现 1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子 轰击铀核时，铀核发生了裂变。
裂变产物：多种多样
+
++
Байду номын сангаас
重核的裂变只发生在人 为控制的核反应中，自 然界不会自发的产生
铀核的裂变
铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反应是裂变为钡和氪， 同时放出三个中子，其核反应方程式：
求： （1）一个铀核裂变释放的能量 解 亏损质量：
释放能量：
铀核的裂变
铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反应是裂变为钡和氪， 同时放出三个中子，其核反应方程式：
求： （2）试计算1kg铀235全部裂变时所释放的能量？
解 1kg铀中含铀核数量为： N个铀核裂变放出能量为：
铀核的裂变
铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反应是裂变为钡 和氪，同时放出三个中子，其核反应方程式：
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变
链式反应的过程
如图为核裂变示意图
（1）重核裂变是一种天然现象吗？ （2）只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗？ 重核的裂变不能自发地进行，只能发生在人工控制的核反 应中只有达到链式反应的条件时，才会发生重核的裂变
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变
链式反应
定义：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。
根据链式反应的原理，似乎任何铀块只 要有中子进入，都能发生链式反应
但事实并非如此
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变
人教版高中物理选修3-5课件第十九章6重核的裂变
质量，m表示中子的质量，则上述反应过程中一个铀235
核发生裂变产得的核能ΔE是多少？
（3）假设核反应堆的功率P＝6.0×105 kW，若一个 铀235核裂变产生的能量为2.8×10－11 J，则该航空母舰在 海上航行一个月需要消耗多少kg轴235？（铀235的摩尔 质量M＝0.235 kg/mol，一个月约为t＝2.6×106 s，阿伏 加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，计算结果保留两位有 效数字）
提炼知识 1．裂变：重核被中子轰击后分裂成两块质量差不多 的新原子核，释放出核能的反应． 2．铀核裂变：用中子轰击铀核，铀核发生裂变，铀 核裂变的产物是多样的，其中最典型的反应是生成钡和 氪，同时放出三个中子．核反应方程式为： 23952U＋10n→15464Ba＋8396Kr＋310n.
3．链式反应：当一个中子引发一个铀核裂变后，反 应释放出的中子又轰击其他原子核产生裂变……，这样 的反应一代接一代进行下去的过程，叫作裂变的链式反 应．
第十九章 原子核
6 重核的裂变
学习目标
1.知道什么是核裂变． 2．知道链式反应，并能计算核裂 变释放的核能． 3．了解核反应堆的工作原理． 4．知道核电站的工作模式及核能 发电的优缺点.
重点难点
重点
1.重核裂变反应 的核能计算．
2．核反应堆的工 作原理.
难点
链式反应及核电 站.
知识点一 重核裂变及链式反应
判断正误
1．重核裂变的链式反应速度是无法控制的．(×) 2．核废料没有放射性，无须处理．(×) 3．核反应释放的能使反应区的温度升高．(√)
小试身手
2．(多选)关于核反应堆，下列说法正确的是( ) A．铀棒是核燃料，裂变时释放核能 B．镉棒的作用是控制反应堆的功率 C．石墨的作用是吸收中子 D．冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能
高中物理选修3-5电子核裂变ppt课件
mSr＝89.907 7u，mXe＝135.907 2u， 质量亏损为 Δm＝(mU＋mn)－(mSr＋mXe＋10mn)＝0.151 0u 可见铀裂变的质量亏损是远小于一个核子的质量的，核子 数是不会减少的，因此选项 A、B、C 均错。重核裂变为中等 质量的原子核时，由于核子平均质量小，会发生质量亏损，从 而释放出核能。 综上所述，选项 D 正确。 答案：D
知识自主梳理
重核的裂变
1.定义 使重核分裂成__中__等__质__量__的原子核的核反应叫重核的裂 变。 2．核反应类型 重核的裂变只发生在_人__为__控__制___的核反应中，自然界不会 自发的产生。 3．一种典型的铀核裂变 29325U＋10n―→14546Ba＋8396Kr＋__3_10n__。
→ 相当于m吨煤释放的能量
如图是慢中子反应堆的示意图，对核反应堆的下列说法中 正确的是( )
A．铀 235 容易吸收快中子发生裂变反应 B．快中子跟减速剂的原子核碰撞后能量减少，变成慢中 子，慢中子容易被铀 235 俘获而引起裂变反应 C．控制棒由镉做成，当反应过于激烈时，使控制棒插入 深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些 D．若要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入深一些， 使大量快中子碰撞控制棒后变成慢中子，链式反应的速度就会 快一些
解析：根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可 知，裂变时因铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他 形式能的过程。其释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能 量，链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积， 如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反 应就不会发生。在裂变反应中核子数是不会减小的，如29325U 裂 变为9308Sr 和15346Xe 的核反应，其核反应方程为29325U＋10n―→9308Sr ＋15346Xe＋1010n，
人教版高中物理选修3-5第十九章第6节.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理第6节核裂变1．重核裂变重核被______轰击后分裂成两块质量________的新原子核，释放出______的反应．用______轰击铀核，铀核发生裂变，铀核裂变的产物是多样的，其中最典型的反应是生成钡和氪，同时放出3个中子．核反应方程式为：23592U＋________→14156Ba＋8936Kr＋310n.2．链式反应：当一个______引发一个铀核裂变后，反应释放出的______又轰击其他原子核产生裂变，……这样的反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的______反应．临界体积和临界质量：通常把裂变物质能够发生链式反应的________叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量．发生链式反应的条件：裂变物质的体积必须__________临界体积，或裂变物质的质量必须__________临界质量．3．(1)核电站：是利用核能发电，它的核心设施是________，它主要由以下几部分组成：①燃料：______；②慢化剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，采用________、____________作慢化剂；③控制棒：为了控制能量释放的速度，就要想办法减少中子的数目，采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉__________的特性，就可以容易地控制链式反应的速度．(2)工作原理：核燃料______释放能量，使反应区温度升高．(3)能量输出：利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外__________，把反应堆内的热量传输出去，用于发电．(4)核污染的处理：为避免________对人体的伤害和____________对水源、空气和工作场所造成的放射性污染，在反应堆的外面需要修建很厚的________，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，核废料具有很强的________，需要装入特制的容器，________.【概念规律练】知识点一重核的裂变1．关于重核的裂变，下列说法正确的是( )A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应C．重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能2.235 92U吸收一个慢中子后，分裂成136 54Xe和9038Sr，并生成下列什么粒子( )A．一个α粒子B．3个中子C．10个中子D．10个质子3．下列核反应方程，属于裂变反应的有( )A.23892U→23490Th＋42HeB.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310nC.3015P→3014Si＋01eD.94Be＋42He→126C＋10n知识点二裂变的应用4．目前核电站利用的核反应是( )A．裂变，核燃料为铀B．α衰变，核燃料为铀C．裂变，核燃料为氘D．β衰变，核燃料为氘5．原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等．在下列核反应中，属于核裂变反应的是( )A.105B＋10n→73Li＋42HeB.23892Th→23490Th＋42HeC.147N＋42He→178O＋11HD.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n【方法技巧练】裂变产生核能的计算6．铀核裂变的许多可能的核反应中的一个是235 92U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋310n(1)试计算一个铀235原子核裂变后释放的能量(23592U、14156Ba、9236Kr、10n的质量分别为235.043 9 u、140.913 9 u、91.897 3 u、1.008 7 u)；(2)1 kg铀235原子核发生上述裂变时能放出多少核能？它相当于燃烧多少煤释放的能量？(煤的热值为2.94×107J/kg)1．利用重核裂变释放核能时选用铀235，主要因为( )A．它比较容易发生链式反应B．能自动裂变，与体积无关C．铀核比较容易分裂成为三部分或四部分，因而放出更多的核能D．铀235价格比较便宜，而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多2．重核的裂变就是( )A．重核分裂成核子的核反应B．重核分裂成许多质量很小的轻核的核反应C．重核分裂成两个或两个以上中等质量的核的核反应D．中等质量的核分裂为质量很小的轻核的核反应3．现已建成的核电站发电的能量主要来自于( )A．天然放射性元素衰变放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂变放出的能量D．化学反应放出的能量4．一个铀235吸收一个中子发生核反应时大约放出196 MeV的能量，则1 g纯235 92U完全发生核反应时放出的能量为(N A为阿伏加德罗常数)( )A．N A×196 MeV B．235N A×196 MeVC．235×196 MeV D.N A235×196 MeV5．关于铀核裂变，下列说法中正确的是( )A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B．铀核裂变时还能同时释放2～3个中子C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235D．铀块的体积对产生链式反应无影响6．在核反应中，控制铀235核裂变反应速度的方法是( )A．使用浓缩铀B．改变铀块的临界体积C．通过自动控制装置，改变镉棒插入的深度，以改变中子数目D．利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度7．下列关于铀裂变和核电站的说法中正确的是( )A．铀235只要俘获中子就能进行链式反应B．铀235裂变后的生成物是多种多样的，但这些裂变都要发生质量亏损C．核电站中镉棒是起减速剂的作用D．核电站使用后的核废料必须装入特制容器，深埋地下8．一个235 92U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为235 92U＋10n→X ＋9438Sr＋210n，则下列叙述正确的是( )A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中含有141个核子C．因为裂变时释放能量，根据E＝mc2，所以裂变后的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少9．我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇，1947年在法国巴黎发现了铀的三分裂和四分裂，这是我国科学家在核物理研究中做出的贡献，它是将中子打入铀核后所发生的核反应，它属于( )A．人工核转变B．重核的裂变C．铀核的衰变D．轻核的聚变10．下面是铀核裂变反应中的一个：235 92U＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n已知铀235的质量为235.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，锶90的质量为89.907 7 u，氙136的质量为135.907 2 u，则此核反应中( )A．质量亏损为Δm＝235.043 9 u＋1.008 7 u－89.907 7 u－135.907 2 uB．质量亏损为Δm＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.008 7) u C．释放的总能量为ΔE＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.0087)×(3×108)2JD．释放的总能量为ΔE＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.008 7)×931.5MeV11．如图1所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象．下列说法中正确的是( )图1A．若D和E能结合成F，结合过程一定要释放能量B．若D和E能结合成F，结合过程一定要吸收能量C．若A能分裂成B和C，分裂过程一定要释放能量D．若A能分裂成B和C，分裂过程一定要吸收能量题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 号答案Xe＋1010n是铀核裂变核反应中的一个，已知：235 92U的原子12.核反应235 92U＋10n→9038Sr＋13654Xe的原子质量135.907 2 u，质量为235.043 9 u，9038Sr的原子质量为89.907 7 u，13654中子的质量为1.000 867 u，求这个反应中释放的核能为多少MeV？(保留三位有效数字)第6节核裂变课前预习练1．中子差不多核能中子10n2．中子中子链式最小体积大于或等于大于或等于3．(1)反应堆①铀棒②石墨重水和普通水③吸收中子(2)裂变(3)循环流动(4)核射线放射性物质水泥层放射性深埋地下课堂探究练1．D[根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程．因而其释放的能量是远大于其俘获中子时吸收的能量的．链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积．如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反应就不会发生．在裂变反应中核子数是不会减少的，如235 92U裂变为9038Sr和136 54Xe的核反应，其核反应方程为：235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋1010n 其中各粒子质量分别为m U＝235.043 9 u，m n＝1.008 67 um Sr＝89.907 7 u，m Xe＝135.907 2 u质量亏损为Δm＝(m U＋m n)－(m Sr＋m Xe＋10m n)＝0.151 0 u可见铀裂变的质量亏损远小于一个核子的质量，核子数是不会减少的，因此选项A 、B 、C 错误．重核裂变为中等质量的原子核时，由于平均质量减小，还会再发生质量亏损，从而释放出核能．综上所述，选项D 正确．]2．C [设放出的粒子的质量数为x ，电荷数为y ，核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒．由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ 235＋1＝136＋90＋x 92＝54＋38＋y 则⎩⎪⎨⎪⎧x ＝10y ＝0 由此判定核反应放出的一定是中子，且个数是10，C 选项正确．]3．B [A 选项是α衰变，B 选项是裂变，C 选项是放射性元素的衰变，D 选项是查德威克发现中子的人工转变方程，故B 正确，A 、C 、D 错．]4．A [目前核电站使用的裂变材料是铀，铀在地壳中的含量较高，铀发生裂变反应产生大量的热量，驱动汽轮机发电．]5．D [裂变是重核俘获中子后变成中等质量的原子核，同时还要放出几个中子的过程，故只有选项D 正确．]6．(1)200.6 MeV (2)5.14×1026MeV ，相当于燃烧2 800 t 煤． 解析 (1)裂变反应的质量亏损为Δm ＝(235.043 9＋1.008 7－140.913 9－91.897 3－3×1.008 7) u ＝0.215 3 u 一个铀235原子核裂变后释放的能量为ΔE ＝Δmc 2＝0.215 3×931.5 MeV ＝200.6 MeV (2)1 kg 铀235原子核发生裂变时释放的总能量ΔE N ＝N ·ΔE ＝2.56×1024×200.6 MeV ＝5.14×1026 MeV 设q 为煤的热值，M 为煤的质量，有ΔE N ＝qM ，所以M ＝ΔE N q ＝5.14×1026×106×1.6×10－192.94×107kg ≈2 800 t方法总结 因为铀235的摩尔质量为235 g /mol ，1 mol 铀含有6.02×1023个铀核，故1 kg 铀中原子核的个数也可用N ＝1 000235×6.02×1023＝2.56×1024的方法求得．课后巩固练1．A [铀235俘获任何能量的中子都会发生裂变反应，吸收低能量的中子裂变的几率更大．]2．C [核反应中把重核分裂成中等质量的核，并释放出核能的反应，称为裂变．] 3．C [核电站发电的能量主要来自于重核的裂变放出的能量，正确选项为C .]4．D [1 g 纯铀235有1235×N A 个铀235的原子核，因此1 g 铀吸收中子完全发生核反应，可以释放出1235×N A ×196 MeV 的能量，即D 正确，A 、B 、C 错误．]5．BC [铀核受到中子的轰击，会引起裂变，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，并放出几个中子，铀235受中子的轰击时，裂变的概率大，且可以俘获各种能量的中子而引起裂变，而铀238只有俘获能量在1 MeV 以上的中子才能引起裂变，且裂变的几率小；而要引起链式反应，须使铀块体积超过临界体积．故上述选项B 、C 正确．]6．C [控制核反应的速度是靠调节中子数目来实现，即用镉棒吸收中子改变中子数目．] 7．BD 8．A [由质量数守恒和电荷数守恒知235＋1＝a ＋94＋2×1,92＝b ＋38 解得a ＝140，b ＝54，其中a 为X 的质量数，b 为X 的核电荷数，X 核中的中子数为a －b ＝140－54＝86，由此可知A 正确，B 错误；裂变释放能量，由质能关系可知，其总质量减少，但质量数守恒，故C 、D 均错误．]9．B 10．BD [计算亏损质量时要用反应前的总质量减去反应后的总质量，二者之差可用“u ”或“kg”作单位，故A错，B对；质量单位为“u”时，可直接用“1 u的亏损放出能量931.5 MeV”计算总能量，故D对，当质量单位为“kg”时直接乘以(3.0×108)2，总能量单位才是焦耳，故C错．]11．AC[题目图样说明了不同原子核的核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数的关系．从图中可以看出，Fe的核子的平均质量最小，D、E的核子的平均质量比F大，故D、E结合成F时，总质量会减少，应释放核能．同样的理由，A分裂成B和C时，总质量也会减少，一定会释放核能．]12．206 MeV。
高中物理选修3-5：19.6 核裂变 课件
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
原子弹
二战时期，美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的 毁伤。在长崎投掷的原子弹爆炸后形成蘑菇状云团，爆炸 产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多，长崎市60% 的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37% ；广岛市区 80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡 总人数占全市总人口的53%。
。2021年3月11日星期四2021/3/112021/3/112021/3/11
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/112021/3/112021/3/113/11/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/112021/3/11March 11, 2021
§6 核 裂 变
学习目标
1. 知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量； 2. 知道什么是链式反应； 3. 会计算重核裂变过程中释放出的能量； 4. 知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核 电站及核能发电的优缺点。
设计思路
通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，能够做到重核 裂变的核反应方程式的书写，培养学生的逻辑推理能力及应用教学 图像处理物理问题的能力；通过核子平均质量与原子序数的关系， 推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能 量这一结论。
重核的裂变
核电站
斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生 了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的，一种典 型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子， 其核反应方程是：
235 92
U+
1 0
n→15461 Ba
+
92 36
K
r +310
n
裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂 变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：
核子的平均质量是： 原子核的质量 核子数
核子平均质量
D E
核子的平均质量与原子序数之间的关系
一、裂变
物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核 能的反应叫做裂变．把轻核结合成质量较大的核， 释放出核能的反映叫做聚变．
〓
聚变
〓
裂变
铀核的裂变 1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手
Δm 0.3578 10 27 kg
释放出的能量为
ΔE Δm c2 201M eV
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t优 质煤完全燃烧时释放的能量．
链式反应
用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中 子又引起了其他铀核的裂变，也就是链式反应．
点 击 观 看 动 画
链式反应
由重核裂变产生的中子使反应一代接一代继 续下去的过程，叫做核裂变的链式反应．
使裂变物资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。
原子弹
原子弹
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁 伤．在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云 团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英 里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧 生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的 53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人， 占全市37% ．
最新高中物理新课标版人教版选修3-5精品课件：19.6《重核的裂变》
Fe
Z
核子的平均质量与原子序数之间的关系
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一、裂变
物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核 能的反应叫做裂变．把轻核结合成质量较大的核， 释放出核能的反映叫做聚变．
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聚变
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原子弹
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原子弹
“小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万 吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气 压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地 面上形成一个巨大的弹坑．
Δm0.35718 0 27 kg
ΔEΔmc20M 1______________ _______________________
2
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t优 质煤完全燃烧时释放的能量．
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新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修3-5
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19.6《重核的裂变》
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核反应
在核物理学中， 原子核在其他粒子 的轰击下产生新原 子核的过程，称为 核反应．
原 子 核
电子
研究表明：原子核的质量虽然随着原子序数的 增大而增大，但是二者之间并不成正比关系，其核 子的平均质量与原子序数有如图的关系：
核子的平均质量是： 原子核的质量 核子数
核子平均质量
D E
F
A
CB
O
Fe
Z
核子的平均质量与原子序数之间的关系
一、裂变
物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核 能的反应叫做裂变．把轻核结合成质量较大的核， 释放出核能的反映叫做聚变．
〓
聚变
〓
裂变
铀核的裂变 1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手
斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生 了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的，一种典 型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子， 其核反应方程是：
法国 75%
立陶宛 73.1%
比利时 57.7% 保加利亚 47.1%
世界核能发电占全部电量1/4
斯洛伐克 47%
瑞典 46.8%
乌克兰 43.8%
韩国 42.8%
匈牙利 38.3%
亚美尼亚 36.4%
链式反应
用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中 子又引起了其他铀核的裂变，也就是链式反应．
点 击 观 看 动 画
链式反应
由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一 代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应．
使裂变物资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。
原子弹
原子弹
原子弹
在山田须磨子（一位当年的爆炸目击 者）的一幅画：在遥远的广岛上空， 原子弹爆炸后发出彩虹一般绚丽的光 芒
倒塌的钢架结构建筑物
广岛红十字医院里，一个严重 烧伤的学生仰面躺在一张草席 上。他的五官几乎全被原子弹 爆炸产生的热浪抹掉了。四天 后他死了。
核防护
对核袭击的防护大致可分为两大类。
（１）核爆炸瞬时效应防护。
原子弹
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
二、核电站
解决能源危机根本途径——核能 可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。 核聚变资源可使用几亿年。
二、核电站
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒
减速剂 链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
核能----解决能源危机的根本途径
核发电量占总发电比例最多的10个国家是：
利用工事进行掩蔽 在开阔地面上的人员，当发现核爆闪光时，立即性沾染防护。
避开在沾染区或高照射量率的地区行动
及时穿戴个人防护器材，防止人体受沾染 人员通过沾染区时尽量乘坐车辆，在沾染区作业时要尽 量缩短时间
进入沾染区执行任务的人员，可服用抗辐射药，以减少 放射性物质在人体内的存留
原子弹
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁 伤．在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云 团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英 里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧 生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的 53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人， 占全市37% ．
“小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨， 试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压， 致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上 形成一个巨大的弹坑．
在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿 色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所有的 动物全部死亡．
“原子弹之父” 奥本海默在核爆观测站里感到十 分震惊，他想起了印度一首古诗：“漫天奇光异彩， 有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争 辉．我是死神，我是世界的毁灭者．”
235 92
U+
1 0
n
→15461Ba
+
92 36
Kr
+ 310
n
裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂 变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：
Δm 0.35781027 kg
释放出的能量为
ΔE Δmc2 201MeV
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t优 质煤完全燃烧时释放的能量．