19.6-核裂变-课件(人版选修3-5)
才能大于电磁力
需要克服极大的库仑斥力，因此必须让轻核 具有很大的动能。
3、实现的方法有: 把原子核加热到很高的温度；
聚变反应又叫 热核反应
几百万开尔文高温
核聚变的利用——氢弹
弹体
三种炸药：
普通炸药
小 型
普通炸药 爆炸
铀235 外壳
原
子 Ｕ235 裂变
弹
氘、氚等热 核燃料
氘、氚 聚变
引爆装置
2 1
H
2 1
H
+
3 1
H
4 2
He
+
1 0
n
氘核的质量：mD＝2.014102u 氚核的质量：mT＝3.016050u 氦核的质量：mα＝4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u
Δm = mD + mT - (mα + mn )= 0.018884u
ΔE = Δmc2 = 0.01884 ×931.5MeV
使裂变物资能够发生链式反应的最小体积叫 做它的临发生链式反应的条件：
铀块的质量大于临界质量，或者铀块的 体积大于临界体积。
素的 元 种 35
200 多种同 位素
爆 炸
发生链式反应
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．
足以维持链反应正常进行的裂变材料质量叫临
+
3 1
H
4 2
He
+
1 0
n
世界第一颗氢弹——麦克
氢弹爆炸形成的磨姑云
太阳是一个巨大的热核反应堆。
热核反应在宇宙中时时刻刻地 进行着，太阳和很多恒星的内部温 度高达107 K以上，因而在那里进 行着激烈的热核反应，不断向外界 释放着巨大的能量。太阳每秒释放 的能量约为3.8×1026 J，地球只接 受了其中的二十亿分之一。太阳在 “核燃烧”的过程中“体重”不断 减轻。它每秒有７亿吨原子核参与 碰撞，转化为能量的物质是400万 吨。科学家估计，太阳的这种“核 燃烧”还能维持90亿~100亿年。 当然，与人类历史相比，这个时间 很长很长！
2.实现核聚变的难点：地球上没有任何容器能够经 受如此高的温度。为了解决这个难题，科学家设 想了两种方案：1.磁约束 2.惯性约束
磁约束
带电粒子运动时在均匀磁场中会洛伦兹力的 作用而不飞散，因此有可能利用磁场来约束参 加反应的物质。
惯性约束
由于聚变反应的时间非常短，聚变物质因自身的 惯性还来不及扩散就完成了核反应。在惯性约束下， 可以用激光从各个方向照射参加反应的物质，使它们 “挤”在一起发生反应。
（2）裂变产物 多种多样
235 92
U
+
1 0
n
→15461Ba
+
92 36
Kr
+310
n
235 92
U
1 0
n15349Xe
3985Sr
201 n
U 235
92
+
01n
136 54
Xe
+
90 38
Sr
+
10
1 0
n
链式反应
（1）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．
人教版选修3-5
第十九章 原子核
第六节 核裂变
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
= 17.59MeV
计算表明，这个核反应释放的能量是 17.6MeV 。这个量值虽然比一个铀核裂变产生的 能量（201MeV）少，但平均每个核子产生的能量
17.6 = 3.52MeV 2+3
是铀裂变（
201 235 + 1
=
0.852MeV）的约4倍。
2、发生聚变的条件: 要使原子核间的距离达到10-15m，核力
核子平均质量
D E
F
O
Fe
平均结合能
F
CB
C B
A Z
E
A
D
O
Fe
z
核子的平均结合能随质量数的变化
一.核裂变
1.核裂变
物理学中把重核分裂成两个较轻的核时，释放 出核能的反应叫做核裂变．
2、铀核的裂变 （1）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。
界质量(critical mass)。 铀-235 的临界质量约为 1
kg，质量超过1 kg 则发生爆炸。
任何有核反应 堆的国家都不难得 到爆炸级的裂变材 料，原子弹的基本 设计又如此简单， 从而为防止核武器 扩散带来了困难。
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% ．
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。
二、核电站——慢中子反应堆
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒 减速剂
核电站
核心设施：核反应堆 浓缩铀制成的铀棒
减速剂： 石墨、重水或普通水， 用于减小中子的速度
控制棒：镉棒，用于吸收中子， 控制核反应的快慢。
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。
核子平 均质量
D E
合成
F
O
Fe
原子序数
一、核聚变
1 、 轻核的聚变
某些轻核能够结合在一起，生成一 个较大的原子核，同时放出大量的核能。 这种核反应叫做聚变。
2 1
H
+
3 1
H
4 2
He
+
1 0
n
计算下面核聚变放出的能量:
1L海水中大约有0.03g氘，如果发生聚变，放出的能量相当 于燃烧300L汽油,轻核聚变是能源危机的终结者。
（3）轻核聚变更安全、清洁
实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持， 反应就自动终止了。
（4）反应中放射物质的处理较容易
氘和氚聚就反应中产生的氦是没有放射性的，放射性废物主 要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生 成的放射性物质，比裂变所生成的废物的数量少，容易处理。
太阳的中心发生
核聚变，放出巨大 能量，太阳；这个 天然的的核聚变过 程已经发生了好几 十亿年
二、受控热核反应——核聚变的利用
1.聚变与裂变相比的优点： （1）轻核聚变产能效率高
相同的核燃料释放的能量多。常见的聚变反应平均每个核子放出 的能量约3.3MeV，而裂变时平均每个核子释放的能量约为 （12M）e地V。球上聚变燃料的储量丰富
需要克服极大的库仑斥力，因此必须让轻核 具有很大的动能。
3、实现的方法有: 把原子核加热到很高的温度；
聚变反应又叫 热核反应
几百万开尔文高温
核聚变的利用——氢弹
弹体
三种炸药：
普通炸药
小 型
普通炸药 爆炸
铀235 外壳
原
子 Ｕ235 裂变
弹
氘、氚等热 核燃料
氘、氚 聚变
引爆装置
2 1
H
2 1
H
+
3 1
H
4 2
He
+
1 0
n
氘核的质量：mD＝2.014102u 氚核的质量：mT＝3.016050u 氦核的质量：mα＝4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u
Δm = mD + mT - (mα + mn )= 0.018884u
ΔE = Δmc2 = 0.01884 ×931.5MeV
使裂变物资能够发生链式反应的最小体积叫 做它的临发生链式反应的条件：
铀块的质量大于临界质量，或者铀块的 体积大于临界体积。
素的 元 种 35
200 多种同 位素
爆 炸
发生链式反应
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．
足以维持链反应正常进行的裂变材料质量叫临
+
3 1
H
4 2
He
+
1 0
n
世界第一颗氢弹——麦克
氢弹爆炸形成的磨姑云
太阳是一个巨大的热核反应堆。
热核反应在宇宙中时时刻刻地 进行着，太阳和很多恒星的内部温 度高达107 K以上，因而在那里进 行着激烈的热核反应，不断向外界 释放着巨大的能量。太阳每秒释放 的能量约为3.8×1026 J，地球只接 受了其中的二十亿分之一。太阳在 “核燃烧”的过程中“体重”不断 减轻。它每秒有７亿吨原子核参与 碰撞，转化为能量的物质是400万 吨。科学家估计，太阳的这种“核 燃烧”还能维持90亿~100亿年。 当然，与人类历史相比，这个时间 很长很长！
2.实现核聚变的难点：地球上没有任何容器能够经 受如此高的温度。为了解决这个难题，科学家设 想了两种方案：1.磁约束 2.惯性约束
磁约束
带电粒子运动时在均匀磁场中会洛伦兹力的 作用而不飞散，因此有可能利用磁场来约束参 加反应的物质。
惯性约束
由于聚变反应的时间非常短，聚变物质因自身的 惯性还来不及扩散就完成了核反应。在惯性约束下， 可以用激光从各个方向照射参加反应的物质，使它们 “挤”在一起发生反应。
（2）裂变产物 多种多样
235 92
U
+
1 0
n
→15461Ba
+
92 36
Kr
+310
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235 92
U
1 0
n15349Xe
3985Sr
201 n
U 235
92
+
01n
136 54
Xe
+
90 38
Sr
+
10
1 0
n
链式反应
（1）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．
人教版选修3-5
第十九章 原子核
第六节 核裂变
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
= 17.59MeV
计算表明，这个核反应释放的能量是 17.6MeV 。这个量值虽然比一个铀核裂变产生的 能量（201MeV）少，但平均每个核子产生的能量
17.6 = 3.52MeV 2+3
是铀裂变（
201 235 + 1
=
0.852MeV）的约4倍。
2、发生聚变的条件: 要使原子核间的距离达到10-15m，核力
核子平均质量
D E
F
O
Fe
平均结合能
F
CB
C B
A Z
E
A
D
O
Fe
z
核子的平均结合能随质量数的变化
一.核裂变
1.核裂变
物理学中把重核分裂成两个较轻的核时，释放 出核能的反应叫做核裂变．
2、铀核的裂变 （1）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。
界质量(critical mass)。 铀-235 的临界质量约为 1
kg，质量超过1 kg 则发生爆炸。
任何有核反应 堆的国家都不难得 到爆炸级的裂变材 料，原子弹的基本 设计又如此简单， 从而为防止核武器 扩散带来了困难。
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% ．
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。
二、核电站——慢中子反应堆
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒 减速剂
核电站
核心设施：核反应堆 浓缩铀制成的铀棒
减速剂： 石墨、重水或普通水， 用于减小中子的速度
控制棒：镉棒，用于吸收中子， 控制核反应的快慢。
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。
核子平 均质量
D E
合成
F
O
Fe
原子序数
一、核聚变
1 、 轻核的聚变
某些轻核能够结合在一起，生成一 个较大的原子核，同时放出大量的核能。 这种核反应叫做聚变。
2 1
H
+
3 1
H
4 2
He
+
1 0
n
计算下面核聚变放出的能量:
1L海水中大约有0.03g氘，如果发生聚变，放出的能量相当 于燃烧300L汽油,轻核聚变是能源危机的终结者。
（3）轻核聚变更安全、清洁
实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持， 反应就自动终止了。
（4）反应中放射物质的处理较容易
氘和氚聚就反应中产生的氦是没有放射性的，放射性废物主 要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生 成的放射性物质，比裂变所生成的废物的数量少，容易处理。
太阳的中心发生
核聚变，放出巨大 能量，太阳；这个 天然的的核聚变过 程已经发生了好几 十亿年
二、受控热核反应——核聚变的利用
1.聚变与裂变相比的优点： （1）轻核聚变产能效率高
相同的核燃料释放的能量多。常见的聚变反应平均每个核子放出 的能量约3.3MeV，而裂变时平均每个核子释放的能量约为 （12M）e地V。球上聚变燃料的储量丰富
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核裂变—人教版高中物理选修课件
临（界3质）量临界体积（临界质量）：
把裂变物质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。
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
已知
U 235
92
、3985Sr
、139
54
Xe
、1
目前，核电技术已经成熟，在经济效益方面也跟火力发电 不相上下。作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量所能提 供的能量，比煤、石油等所能提供的能量大15倍左右。核电对 环境的污染比火力要小。截止到2004年6月，全世界共有30个 国家的450座核电站在运行，核能发电已经占世界总发电量的 1/6左右。
我国有一定的核资源储量、相当规模的核技术装备核核技 术队伍，已经具备了发展核电的基本条件，截止到2004年9月， 我国已经有9台核电站进行商业运行，总装机容量达到701万千 瓦。到2020年以前，每年还将建成2－3台核电机组，将有27台 百万千瓦级的机组投入运行，总装机容量将达3600万千瓦，将 占全国总发电量的4％。
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过 2800t标准煤完全燃烧时释放的能量．
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
STS 阅读原子弹与科学家的责任
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
1.核反应堆
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒
慢化剂 链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
2、核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用？
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
把裂变物质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。
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
已知
U 235
92
、3985Sr
、139
54
Xe
、1
目前，核电技术已经成熟，在经济效益方面也跟火力发电 不相上下。作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量所能提 供的能量，比煤、石油等所能提供的能量大15倍左右。核电对 环境的污染比火力要小。截止到2004年6月，全世界共有30个 国家的450座核电站在运行，核能发电已经占世界总发电量的 1/6左右。
我国有一定的核资源储量、相当规模的核技术装备核核技 术队伍，已经具备了发展核电的基本条件，截止到2004年9月， 我国已经有9台核电站进行商业运行，总装机容量达到701万千 瓦。到2020年以前，每年还将建成2－3台核电机组，将有27台 百万千瓦级的机组投入运行，总装机容量将达3600万千瓦，将 占全国总发电量的4％。
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过 2800t标准煤完全燃烧时释放的能量．
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
STS 阅读原子弹与科学家的责任
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
1.核反应堆
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒
慢化剂 链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
2、核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用？
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
人教版高中物理选修3-5第19章 第6节 核裂变课件
思考讨论 1
1964年10月16日，中国第一颗原子弹在罗布泊的荒 漠上爆炸成功，其爆炸力相当于1.8万吨TNT炸药。爆炸 时安放原子弹的钢塔全部熔化，在半径400 m的范围内， 沙石都被烧成黄绿色的玻璃状物质，半径1 600 m范围内 所有动植物全部死亡
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第十九章 原子核
(1)巨大的核能是从哪里来的？ (2)在利用重核裂变制成的原子弹中，需不需要用镉制成的控制棒？ 提示：(1)铀核的裂变 (2)不需要
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第十九章 原子核
知识点 2 链式反应 1．定义 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链式反
应。 2．条件 发生裂变物质的体积大于_临__界__体__积___或裂变物质的质量大于_临__界__质__量____。
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第十九章 原子核
知识点 3 核电站 1．核站的工作原理 核 电 站 的 核 心 是 ___核__反__应__堆___ ， 其 简 化 示 意 图 如 图 所 示 。 各 部 分 作 用 如
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第十九章 原子核
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第十九章 原子核
2．链式反应的条件 (1)要有足够浓度的235U (2)要有足够数量的慢中子 (3)铀块的体积要大于临界体积 3．裂变反应的能量 铀核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量。一个铀235 核裂变时释放的能量如果按200 MeV估算，1 kg铀235全部裂变放出的能量相当 于2 800 t标准煤完全燃烧时释放的能量，裂变时能产生几百万度的高温。
解析：核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量，A正确；就可采
储量所提供的能量来说，核燃料资源远大于煤炭所能提供的能量，而不是采储
量，B错误；在经济效益方面核电与火电不相上下，C正确；核电站是有污染
人教版高中物理选修3-5课件 19 核裂变课件
人民教育出版社 高二 |选修3-5
原子弹
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
人民教育出版社 高二 |选修3-5
3、裂变反应堆
裂变反应堆是核电站的心脏，它是一种用人 工控制链式反应的装置，可以使核能较平缓地 释放出来。 基本结构：裂变材料（铀棒）、慢化剂（ 减速剂）、控制棒、反射层、热交换器、防护 层等组成。
人民教育出版社 高二 |选修3-5
原子弹
如图所示，弹壳里装着分开放置的高浓度 U235 ， 每块的体积小于临界体积，因此不会爆炸，铀块外面包 着一层能够反射中子的物质（如铍），叫做中子反射层 ，以减少跑出铀块的中子，当铀块后面的普通炸药爆炸 时，火药燃烧后气体把分开的铀块压到一起，由于空气 中有游离的中子，铀核自发裂变 也能产生一些中子，这样，超过临
人民教育出版社 高二 |选修3-5
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
人民教育出版社 高二 |选修3-5 核电站－－－－秦山核电站
人民教育出版社 高二 |选修3-5
课堂练习：
课堂小结：
教材第99页“家庭作业与活动”第4题。
1、裂变及其特点 2、链式反应及其条件 3、裂变的应用
界体积的铀块立即发生链式反应，
产生猛烈爆炸。
人民教育出版社 高二 |选修3-5
原子弹
人民教育出版社 高二 |选修3-5
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% ．
人教版高二物理选修3-5第十九章19.6_7核裂变与核聚变(共19张PPT)
例1、已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u
3 He 核的质量为3.0150u。求：
2
（1）写出两个氘核聚变成
3 He
2
的核反应方程式
（2）计算上述核反应中释放的核能。
【分析】算出核反应中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方 程即可求出反应释放的核能。
解答： （1）
12H 12H 23He01n
1kg
U 2 3 5
92
含有2.56×1024个
U 2 3 5
92
，如果全部发生核
裂变，放出的能量为8.2×1013J
（2）链式反应：
29325U+01n→15461Ba+3962Kr +301n
? U 235 92
→15461Ba+3962Kr
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．
H
12
H
42
He
10
n 17.6MeV
计算表明，这个核反应释放的能量是17.6MeV 。这个 量值虽然比一个铀核裂变产生的能量（201MeV）少， 但平均每个核子产生的能量
17.6 = 3.52MeV却是铀裂变（
23
201 235 1 = 0.852MeV）的约4倍。
1、轻核聚变的条件：
核子要距 离十分近
加热 高温
几百万度 高温
热核反应
条件、应用
➢使轻核发生聚变，必须使它们的距离十分接近，达 到10-15m的距离。 ➢为了克服巨大的库仑力，需要使原子核有极大的动 能。 ➢一般的办法是把它们加热到很高的温度。通常需要 几百万度以上的高温。
为了获取高热，常常使用重核裂变作为“引子”。所 以，原子弹可以作为氢弹的“雷管”。
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
原子弹
原子弹相关的几个描述
“小玩意儿”钚装药重6.1 kg,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
使裂变物质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
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
链式反应的发生条件
发生链式反应的条件： ①要有足够浓度的铀235
防止杂质吸 收中子，影 响链式反应
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% ．
②要有足够数量的慢中子
③铀块的体积要大于临界体积， 质量大于其临界质量
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
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链式反应的过程
铀核裂变的过程
核子受激发： 当中子进入铀235后，便形成了处于激 发状态的复核，复核中由于核子的激烈 运动，使核变成不规则的形状 核子分裂： 核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，使得原子核由于质子间的斥力作用而 不能恢复原状，这样就分裂成几块，同时放出2~3个中子，这些中子又引起其 他铀核裂变，这样裂变就会不断进行下去，释放出越来越多的核能 核能的释放： 由于重核的核子的平均质量大于中等质量原子核的核子的平均质量，因此，铀核裂变为中 等质量的原子核时，会发生质量亏损，释放核能
人教版高中物理选修3-5课件：-19.6核裂变-(共24张PPT)
问题与练习解答：
1、什么是核度?什么是链式反应?
解：重原子核受到中子的轰击后分裂成两个或两个以 上中等质量原子核的现象，成为重核的裂变，由重核 裂变产生的中子使得裂变反应一代接一代继续下去的 过程，叫做和裂变的链式反应。
2、在反应难中，用什么方法控制核裂变的速度?
解：在核反应堆中，主要通过调节控制棒的位置来 控制核裂变的速度。
STS
原子弹与科学家的责任
为了打破核垄所，最终消灭核武器， 1964年10月16日我国第一颗原子弹爆炸成 功。同时，我国政府郑重承诺:中国在任何 时候、任何情况下，都不首先使用核武器， 不对无核国家或地区使用或威胁使用核武 器。我国研制成功原子弹，极大地增强了 我国的国防力量。
二、核电站
原子核的链式反应也可以在人工控
反应堆主要部件
核电站工作流程
核电站工作的流程：第一回路中水被泵压入反应堆，通过堆芯时利用反应放出的热 水来增加水的内能，水的温度升高。后来，第一回路的水进入热交换器，把热量传给第 二回路的水，然后又被泵圧回到反应堆里。
在热交换器里，第二回路的水被加热生成高温高压蒸汽，驱动汽轮机运转。
核电站发电的优点 (1)消耗的核燃料少，一座百万千瓦级的核电站，一 年只消耗浓缩铀30t左右，而同样功率的火电站每年 要消耗250万吨优质煤。 (2)作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大。 (3)对环境的污染要比火力发电小．。
水泥防护层水泥防护层控制棒控制棒燃料棒燃料棒铀棒减速剂减速剂链式反应的应用链式反应的应用核电站慢中子反应堆核电站慢中子反应堆部件名称慢化剂控制棒热循环介质保护层采用石墨重水或普通水也叫轻水很厚的水泥外壳作用降低中子速度便于铀235吸收吸收中子控制反应速度把反应热量传输出去屏蔽射线防止放射性污反应堆主要部件核电站工作流程核电站工作的流程
19.6 核裂变课件1 新人教版选修3-5课件
答案
A
核电站的核心是核反应堆，对反应堆的原理和组成
借题发挥
应记牢是解好此类题目的核心．
分类例析
【变式 2】 秦山核电站第三期工程的两个 6×105 kW 发电机 组已实现并网发电. 发电站的核能来源于235 下列 92 U 的裂变， 说法正确的是 ( )． A．反应堆中核反应速度通常是采用调节235 92 U 的体积来控 制的 235 1 139 95 1 B.235 U 的一种可能的裂变是 U ＋ n → Xe ＋ Sr ＋ 2 92 92 0 54 38 0n. C.235 92 U 是天然放射性元素，升高温度后它的半衰期会缩短 D．虽然核电站能提供很大的能量，但它对环境的污染比 火电站严重
分类例析
Δm＝(mU＋mn)－(mSr＋mXe＋10mn)＝0.150 97 u. 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，由于平均质量减小，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
分类例析
6 核裂变
分类例析
1．知道重核裂变能放出能量，并能计算核能，知道链式反 应．
2．知道什么是核裂变．
3．了解铀核的裂变特点．
4．了解核电站的工作原理.
分类例析
一、核裂变 核裂变：重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多 的 新原子核 ，并放出 核能 的过程． 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 + ．
分类例析
链式反应：当一个中子引起一个铀核裂变后，裂变释放的 中子再引起 其他铀核 裂变，且能不断继续下去，这种反应
叫核裂变的链式反应．
人教版选修3-5 第19章 6 核裂变 课件(36张)
由爱因斯坦的质能方程可得释放的核能为
ΔE＝Δmc2＝0.357 8×10－27×(2.997 9×108)2 J ＝3.215 7×10－11 J.
创新•拓展•提升
利用核子平均质量曲线判断核反应是吸热还是放热 图象法在中学物理中有广泛应用，原子核这一章中可以利 用核子平均质量曲线来判断核反应是吸热还是放热．
U裂变有多种可能性，这是其中常见的一
种，B对；放射性元素的半衰期由原子核本身决定，与温度压
强等外界条件无关，C错；核电站的核能是清洁能源，污染
少，D错． 答案：B 反思领悟：核电站的核心是核反应堆，对反应堆的原理和
组成应记牢是解答此类题目的核心．
1．(2018保山二模)如图是核反应堆的示意图，对于核反 应堆的认识，下列说法正确的是( )
例4 如图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( )
(4)多
6．链式反应的条件： (1)发生裂变物质的体积大于等于________； (2)有足够________的铀235； (3)有足够数量的________中子． 【答案】(1)临界体积 (2)浓度 (3)慢
二、核电站 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) 减 速 剂 ： 铀 235 容 易 捕 获 ________ 发 生 反 应 ， 可 采 用 ________、________、________作减速剂． (3)控制棒：为控制能量释放的速度 ，需减少中子的数 目，采用________作为________来控制链式反应的速度． 【答案】核反应堆 (1)铀棒 (2)慢中子 石墨 重水 普通水 (3)镉棒 控制棒
2.562×1024个，
高中物理第十九章原子核第6节核裂变课件新人教版选修3_5
• ②作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储很量大________。
• ③火电站烧煤要放出很多污染物，而核电站放出的污染物少得要多
__________。
核污染
• (2)缺点：①一旦比核较困泄难漏会造成严重的__________。
• ②核废料处理____________。
• 『判一判』
• (1)只要铀块的体积大于临界体积，就可以发生链式反应。
作用
裂变材料(核燃料)
浓缩铀(23952U)
提供核燃料
慢化剂(减速剂) 石墨、重水或普通水 使裂变产生的快速中子减速
控制棒
镉
吸收减速后的中子，控制反应速度
反射层
石墨
阻止中子逃逸
热交换器
水
产生高温蒸汽，推动汽轮发电机发电
防护层
金属套和钢筋混凝土 防止射线对人体及其他生物体的侵害
特别提醒：在利用核反应堆发电时，一定要注意安全防护，历史上曾经有 过核电站泄漏事故。
•
典例 1 关于重核裂变，下列说法正确的是
• A．重核裂变成中等核要吸收能量
()
D
• B．中子进入铀块中时，一定能发生链式反应
• C．重核裂变过程中质量数减少
• D．较重的核分裂成中等大小的核，核子的平均结合能会增加，可 以释放出核能
解题指导： 裂变反应特点 ―→ 规律 ―→ 发生条件
• 解析：中等大小的原子核的平均结合能最大，这些核最稳定。如果 使较重的核分裂成中等大小的核，核子的平均结合能会增加，可以 释放出能量。由此知A错误，D正确；当一个中子引起一个铀核的裂 变后，放出中子，放出的中子如果能引起其他铀核裂变，链式反应 才能进行，B错误；核反应满足电荷数守恒和质量数守恒，C错误。
人教版高中物理选修3-5课件：19-6 核裂变(共47张PPT)
重核的裂变是放能核反应，原因是核反应前后质量有了亏 损， 根本原因是重核的比结合能相比中等质量的核的比结合能要 小．所以在重核分解为两个中等质量核的过程中要释放能量，而 且释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量．
关于铀核裂变，下列说法正确的是(
)
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 235 D．铀块的体积对产生链式反应无影响
2．链式反应的条件 (1)要有足够浓度的铀 235. (2)要有足够数量的慢中子 (3)铀块的体积要大于等于临界体积或铀块的质量大于等于 临界质量．原子核的体积非常小，原子内部的空隙很大，如果铀 块不够大，中子在铀块中通过时，就有可能碰不到铀核，只有当 铀块达到一定大小时， 裂变产生的中子才有足够的概率打中某个 铀核，使链式反应进行下去，这就是临界体积的含义．
解析：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比较多，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，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，需使铀块体积 超过临界体积．综上所述，选项 B、C 正确．
2．工作原理：核燃料裂变释放能量，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
循环流动
，把反应堆内的热量传输出去，用于发电．
核射线 对人体的伤害和放射性物质 4．核污染的处理：为避免
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 要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变反应放出的各种射线，核废 料具有很强的 放射性 ，需要装入特制的容器中， 深埋地下．