人教版高中物理选修2-3 《核裂变和裂变反应堆》教案参考

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核裂变与核聚变教案—人教版(2019)高中物理选择性必修三

教案上课时间：年月日题课选择性必修三第五章第4节：核裂变与核聚变课型新课时共2课时教学目标1. 了解核裂变反应及链式反应的条件。

2.知道反应堆的工作原理及其类型，知道核电站的工作流程。

3.了解核聚变反应及条件，关注受控核聚变反应研究的进展。

4.了解两类核能应用的利弊，关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。

学习重点核裂变反应及链式反应的条件、核聚变反应及条件学习难点受控核聚变反应教学过程教学环节（含备注）教学内容引入新课讲授新课（边讲授边讨论学案预习题）一.引入新课核电站和原子弹是怎样转化和利用核能的？氢弹与原子弹有什么异同？二.进行新课（一）核能释放原理：只有重核裂变和轻核聚变时，因质量亏损能放出大量的能量。

（二）核裂变的发现1．核裂变：重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的较轻原子核，并放出核能的过程。

2．铀核裂变：用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多样的，其中一种典型的反应是23592U＋1n→14456Ba＋8936Kr＋31n。

3．链式反应：由重核裂变产生的中子使核裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫作核裂变的链式反应。

4．链式反应的条件：发生核裂变物质的体积大于或等于临界体积或核裂变物质的质量大于或等于临界质量。

（三）反应堆与核电站1．核电站：利用核能发电，它的核心设施是核反应堆，它主要由以下几部分组成：(1)核燃料：铀棒；(2)慢化剂：铀235容易捕获慢中子发生核裂变，采用石墨、重水或普通水(也叫轻水)作慢化剂；(3)控制棒：利用镉吸收中子能力很强的特性，采用插入镉棒的方法控制链式反应的速度；。

高中物理《裂变》教案新人教版选修3

2010-2011学年物理裂变
教学目标
（1）知道重核的裂变
（2）知道链式反应
（3）知道原子弹原理，知道核反应堆和核电站
教材分析
分析一：有关重核的裂变和链式反应的概念，在初中就已经学过，教学中可在初中内容的基础上结合前几节内容进行说明，各种衰变也好，原子核的人工转变也好，反应中放出的能量不是由于功率太小，就是由于粒子轰击原子核发生反应的概率太小而不能用来作为有效的能源，裂变时的链式反应使得这种“潜伏”在核内的巨大能量有可能被有效利用．分析二：有关核电站和核反应推的内容，学生在初中也学过，但是初中主要是在核电站的结构上作了简单的说明，而没有讲核反应堆的原理．在这里应有所侧重．同时还应介绍我国近年来快速发展的核电事业．
教学重点：核裂变
教学难点：核裂变
示例：
一、核裂变
物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫裂变．
二、铀核的裂变
1、裂变方程
具有多样性
2、核能的释放
举例计算铀核裂变过程释放的能量
3、链式反应
动画演示此过程
三、裂变的应用
1、原子弹
原子弹
如果铀235的体积超过了它的临界体积，只要中子进入铀块，立即会引起铀核的链式反应，在极短的时间内就会释放出大量的核能，发生猛烈的爆炸．原子弹就是根据这个原理制成的．图中所示弹构造示意图，弹壳里装着分开放置的高浓度铀235，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，超过临界体积的铀块立即发生链式反应产生猛烈爆炸．
2、核反应堆
四、作业。

人教课标版高中物理选修3-5：《核裂变》教案-新版

19．6 核裂变★教材分析与学情分析本节知识从内容上来讲非常抽象，从掌握知识的角度来讲理解、记忆的成分较多。

因此本堂课应该引导学生进行讨论，加深对相关内容的理解。

当前，在新能源的开发和利用中，核能非常重要。

核能包括裂变能和聚变能，本节只讨论裂变能的产生及其和平利用。

教材沿重核裂变→链式反应（可控链式反应）→核电站这条主线展开。

教学方法主要是以学生阅读教材、背景材料及相关图片为基础，以问题为中心，锻炼学生的思维能力。

而对于裂变能的计算应引导学生复习前面学过的相关知识，注重知识的迁移。

★核心素养通过《核裂变》的学习过程培养学生的逻辑推理能力及应用数学图像处理物理问题的能力。

激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，思考科学与社会的关系。

让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。

确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。

★教学目标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。

了解核电站的工作原理及核能发电的优缺点。

★教学重点1．链式反应及其释放核能的计算。

2．重核裂变的核反应方程式的书写。

★教学难点1．通过核子比结合能与质量数的关系，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。

2．维持链式反应的条件。

★教学过程（一）简要复习，引入新课复习本章第5节的主要内容，给出原子核的比结合能与质量数关系的图像。

教师：同学们来看一下这个图像，从图像上大家可以获得哪些信息？学生：中等大小的核最稳定，因为这些核的比结合能最大。

教师：那大家猜想一下，获得核能的途径有哪些？学生：使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，核子将发生新的质量亏损，释放新的结合能。

老师：对了，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。

高中物理重核的裂变教案

高中物理重核的裂变教案教学内容：裂变的定义、裂变反应原理、裂变链式反应、裂变在核反应堆中的应用等。

教学目标：1. 了解裂变是指重核核素发生核分裂反应的过程；2. 理解裂变反应原理，能够描述裂变链式反应的过程；3. 掌握裂变在核反应堆中的应用，了解核反应堆的构造和工作原理。

教学重点：裂变的定义、裂变反应原理、裂变链式反应、核反应堆的应用。

教学难点：理解裂变链式反应的过程，掌握核反应堆的工作原理。

教具准备：教科书、幻灯片、黑板、粉笔、实验器材等。

教学过程：一、导入：通过引入铀、钚等重核元素的特点，引出裂变的概念。

二、讲解：1. 裂变的定义：重核核素被中子撞击后，发生核分裂反应，释放出大量能量的过程称为裂变。

2. 裂变反应原理：中子撞击重核核素后产生镉、钚等核素，同时释放出中子和能量。

3. 裂变链式反应：一个裂变反应产生的中子会再次激发其他重核核素发生裂变，形成一个连续的链式反应。

4. 核反应堆的应用：核反应堆是一种利用裂变反应产生能量的装置，通过控制反应速率来释放能量，并在核反应堆中产生热能供应电力、加热等。

三、实验演示：通过展示核反应堆工作原理、模拟裂变反应链式反应等实验，让学生直观地感受裂变反应的过程。

四、课堂讨论：让学生分组进行小组讨论，探讨裂变反应对能源发展的影响，以及核反应堆存在的风险与安全措施等问题。

五、总结提升：对裂变的定义、裂变链式反应、核反应堆的应用等内容进行总结，并鼓励学生提出问题和思考。

六、作业布置：布置相关的阅读资料或实验报告，巩固学生对裂变的理解。

七、课堂反思：评估本节课教学是否达到了预期目标，总结本节课的亮点和不足之处，为下一堂课的教学做准备。

高中物理选修三5.4核裂变和核聚变教案1

第4节核裂变和核聚变一、教学目标1、知道重核裂变、核聚变的概念。

2、知道什么是链式反应。

3、了解聚变反应的特点及其条件，了解可控热核反应及其研究和发展.4、会计算核反应中释放的能量。

二、教学重难点1、核反应方程式的书写2、释放核能的计算。

三、教学过程（一）重核裂变1、重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。

2、核裂变是释放核能的方法之一。

3、铀核的裂变（1）铀核的裂变的一种典型反应。

最典型的一种核反应方程式是2351141921920563603U n Ba Kr n +→++(2)释放的核能的计算Δm=（235.043u+1.0087u)(1409139u+91.8973u+3.0261u)=0.2153uΔE=0.2153u ×931.5Mev=200.55Mev(3)铀核裂变的产物不同，释放的能量也不同。

（二）链式反应1、这种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。

（见示意图523）2、临界体积（临界质量）：通常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。

（三）轻核聚变1、轻核聚变成较重核，引起结合能变化的方式获得核能，这样的核反应称为核聚变。

2、氢核聚变：21H+31H→42He+10n3、能量计算：ΔE＝Δmc2＝17.6 MeV，平均每个核子释放能量3 MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍。

4、氚的获得：（四）可控热核聚变1、（1）聚变与裂变相比，轻核聚变产能效率高。

（2）聚变与裂变相比，地球上聚变燃料的储量丰富。

（3）聚变与裂变相比，轻核聚变反应更为安全、清洁。

2、发生条件：要使轻核发生聚变，必须使它们的间距达到核力作用的范围。

要使它们达到这种程度，必须克服原子核间巨大的库仑斥力，这就得让核子获得足够大的动能。

以氘核发生聚变为例，必须在大约108 K高温下，使氘核获得至少70 keV的动能才能达到核力作用的范围而发生核聚变。

高中物理核裂变ppt怎么写教案

高中物理核裂变ppt怎么写教案一、导入1.呈现一个核反应示意图，并引出核裂变的概念。

2.通过提问，激发学生的好奇心和思维，引导学生思考核裂变的意义和应用。

二、学习目标1.掌握核裂变的定义和原理。

2.了解核裂变的历史背景和意义。

3.掌握核反应方程式的书写和计算方法。

4.掌握核裂变在能源领域的应用和发展。

三、学习内容1.核裂变的定义和原理。

2.核裂变反应方程式的书写和计算。

3.核裂变在核能领域的应用和发展。

四、学习过程1.核裂变的定义和原理（10分钟）-通过讲解和示范，介绍核裂变的概念和基本原理，引导学生理解核裂变是怎样发生的。

-让学生观察实验现象或实验视频，加深他们对核裂变的理解。

2.核裂变反应方程式的书写和计算（15分钟）-通过案例分析和实验操作，教导学生如何书写和计算核裂变反应方程式，培养学生的分析和计算能力。

3.核裂变在核能领域的应用和发展（15分钟）-介绍核裂变在能源领域的应用和潜在风险，并引导学生讨论核能的优缺点、未来发展方向。

五、学习总结与延伸1.通过提问和讨论，总结本节课的重点内容和学习收获。

2.引导学生思考核裂变在未来的应用前景以及其对环境和社会的影响。

六、课堂作业1.设计一个实验，观察和记录核裂变的过程。

2.阅读相关资料，撰写一篇文章或演讲稿，表达对核裂变的理解和看法。

七、教学反思与评价1.回顾本节课的教学过程，总结教学中存在的不足和改进之处。

2.收集学生的反馈意见，调整教学方案，提高教学效果。

这是一个关于高中物理核裂变教案的范本，具体内容和教学方法可根据实际情况进行调整和补充。

希望能够帮助你更好地进行教学准备和实施。

5.4核裂变与核聚变教案-2021-2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修3

5.4核裂变与核聚变〖教材分析〗前面已经学习了关于原子核方面的知识，已经有了一定的基础。

本节内容由核裂变、核聚变以及核能的利用三部分组成。

利用核能除了裂变，还可以利用聚变与热核反应，认识核能的和平利用能为人类造福。

在核裂变的三分裂和四分裂以及原子弹和氢弹的研制方面，可以介绍我国在这方面的成就，对学进行爱国主义教育。

〖教学目标与核心素养〗物理观念∶知道核聚变与和裂变的不同，通过核反应方程能计算所释放的能量。

科学思维∶能够分清楚裂变和聚变的含义，知道当前核聚变是不受控制的。

科学探究：通过核裂变的示意图推理出三分裂和四分裂的概念，了解物理学常用的方法一—推理法。

科学态度与责任∶通过观看我国原子弹氢弹的爆炸视频，激发学生献身国防的爱国主义热情。

〖教学重难点〗教学重点：核裂变、核聚变。

教学难点：核裂变。

〖教学准备〗多媒体课件等。

〖教学过程〗一、新课引入较重的核分裂成中等大小的核，较小的核合并成中等大小的核的过程中，都有可能释放出能量。

核电站以及原子弹、氢弹等核武器，利用的就是这些核能。

在这些装置中，核能是怎样被转化和使用的呢?20世纪30年代，物理学家的一个重大发现改变了人类历史。

原子核在"分裂或聚合"时，会释放出惊人的能量。

二、新课教学（一）核裂变的发现1.裂变的概念奥地利物理学家迈特纳和弗里施进一步研究了这个过程，发现铀核被中子轰击后会复合成一种不稳定的同位素，形状也从原来的球型被拉长成这样。

核子间距离远了，核力迅速减小，不足以克服库仑斥力使原子核恢复原来的形状，所以最后原子核会分裂成两块质量差不多的碎块，同时放出中子。

弗里施觉得这个过程和细胞分裂挺像的，所以把这类核反应定名为核裂变。

即重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应的过程，叫做核裂变。

n 3Kr Ba n U 108936144561023592++→+裂变的生成物是多种多样。

比如会裂为先和斯，也可能会裂变为钡和氪，同时放出一些中子。

人教版高中物理第三册裂变教案

裂变一、教学目标1．知识目标：〔1〕理解核子平均质量曲线，知道释放核能的两条途径——重核裂变和轻核聚变〔2〕知道铀核裂变及其链式反应的原理〔3〕了解核反应堆和核电站的基本原理.2．能力目标：掌握铀核的裂变的核反应方程，会根据其质量亏损计算释放的核能.3．德育目标：通过向学生介绍我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇在核裂变反应研究方面的成就向学生进行爱祖国、爱科学的教育.二、教学重点铀核的裂变及其链式反应核.三、教学难点核子平均质量曲线及其意义.四、教学方法本节内容以教师讲授为主，首先通过研究核子平均质量曲线的特点说明释放核能的两条途径——重核裂变和轻核聚变，然后重点研究铀核的裂变及其链式反应，最后简单介绍核反应堆的原理及其应用——核电站.五、教学用具投影仪及投影片、多媒体辅助教学系统及课件.六、课时安排1 课时七、教学过程〔一〕引入新课通过上一节的学习，同学们知道在核反应中由于存在质量亏损会释放巨大的核能，那么怎样才能将核能有效的释放出来为人类的生产和生活服务呢？［教师点拨］什么样的核反应才能有效释放核能呢？前面讨论过的原子核的天然衰变及人工转变过程中都有核能的释放，那能不能有效的加以利用呢？［学生思考］…［教师分析］在原子核天然衰变过程中虽然有核能的释放，但由于大多数天然存在的放射性元素的半衰期都很长〔铀238的半衰期大约为5亿年，钴60的半衰期也要5.27年〕，天然衰变过程通常进行的非常缓慢，方程的功率很小，人又无法控制，除了用于医疗和科研，作为能源的实用价值不大.在原子核人工转变过程中，虽然也有核能的释放，但由于作为“炮弹〞的入射粒子击中靶核的机会太少了，常常只有几百万分之一，用这样的方法来获得核能是得不偿失的.那怎样有效获得核能呢？这就是本节要研究的问题.〔二〕进行新课1．释放核能的途径1.1 核子平均质量及其意义［教师点拨］请同学们翻开元素周期表，看看原子核的质量跟原子序数之间有什么关系？［学生回答］随原子序数的增大而增大，但二者并不是简单的正比关系，原子核的质量也不是核子数的整数倍.［教师点拨］想一想，为什么？这是因为核子在结合成原子核时发生质量亏损而造成的，不同的原子核平均每个核子产生的质量亏损不同，因而释放的能量就不同. 核子平均质量越小，其核子结合成原子核时释放的能量就越大，其原子核就越稳定. 可见核子平均质量反映了原子核的稳定程度.核子平均质量——原子核的质量与其核子总数的比值，反应原子核的稳定程度，核子平均质量越小，原子核就越稳定.1.2 核子平均质量曲线〔投影图22—12〕图22—12科学家通过精确的实验研究，得出核子平均质量与原子序数之间的关系有如图22—12所示的关系.［教师点拨］从这个图线中可以得出，原子序数较小的轻核〔如D、E、F〕和原子序数较大的重核〔如A〕其核子平均质量都较大，而原子序数处于中间的中等质量的核〔如B、C〕其平均核子质量较小.1.3 释放核能的方法和途径那么通过什么样的核转变才能使原子核产生质量亏损而释放核能呢？［学生回答］使平均核子质量较大的核转变为平均核子质量较小的核，就可以产生质量亏损而释放核能.［教师点拨］那释放核能的具体途径有哪几种？［学生回答］把较重的原子核使其分裂转化为较轻的原子核，或把几个较轻的原子核结合成较重的原子核.［教师总结］把较重的原子核使其分裂成较轻原子核而释放核能的核反应叫裂变，把较轻的原子核结合成较重原子核而释放核能的核反应叫聚变.·释放核能的方法——产生质量亏损的核反应·释放核能的途径——裂变和聚变2．铀核的裂变2.1 铀核的裂变反应：1939年〔德国〕哈恩和斯特拉斯曼首次发现：23592U+10n→14156Ba+9236Kr+310n说明：裂变产物不是惟一确定的，有时还会发生三分裂或四分裂.我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇1946年在巴黎首次发现了铀的三分裂和四分裂，这是我国科学家在核裂变研究中做出的重要贡献.不过三分裂和四分裂发生的几率很小，分别为二分裂的千分之三和万分之三.2.2 释放的核能［学生活动］计算铀核裂变的质量亏损：裂变前的质量：mU=390.3139×10-27 kg，mn＝1.6749×10-27 kg裂变后的质量：mBa=234.0016×10-27 kg，mKr=152.6047×10-27 kg，3mn=5.0247×10-27 kg，质量亏损：Δm＝〔mU＋mn〕－〔mBa＋mKr＋3mn〕＝0.3578×10-27 kg释放核能：ΔE＝Δmc2＝201 MeV，平均每个核子释放能量约1 MeV.说明：如果按照一个铀核裂变释放200 MeV的能量来估算，1 kg铀全部裂变放出的核能就相当于2500 t优质煤完全燃烧时释放的化学能，可见核能是多么巨大的能源.3.链式反应一般说来，一个铀核裂变总要释放2～3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样裂变反应就会不断的进行下去，这就是链式反应如图22—13所示.图22—13［电脑动画演示链式反应的过程］［教师点拨］如果对链式反应不加以人工控制，那么它的反应速度将呈几何级数增加，大量的铀核在极短时间内全部裂变就会释放巨大的能量形成爆炸，这就是原子弹的原理.为了使裂变反应的能量平稳的释放，为人类的生产和生活服务，科学家发明了核反应堆并用于发电，这就是核电站.3．核反应堆及核电站［学生自学，了解以下问题］3.1 核反应堆——用人工控制链式反应的装置.3.2 核反应堆的构造原理〔投影图22—14〕图22—14〔1〕铀棒〔核燃料〕：天然铀或浓缩铀在天然铀中主要有两种同位素，其中99.3％是铀238，0.7％是铀235，铀235俘获各种能量的中子都能发生裂变，而且俘获能量低的中子〔慢中子〕发生裂变的几率较大，而铀238只有俘获能量大于1 MeV的快中子才能发生裂变，并且几率很小.因此通常用浓缩铀235作为核反应堆的燃料.〔2〕减速剂：石墨、重水或普通水由于裂变产生的中子速度都很大，不容易使铀235发生裂变，因此要在铀棒周围放上减速剂，使快中子跟减速剂的原子核发生碰撞能量减少，变成慢中子.常用的减速剂有石墨、重水或普通水.〔3〕控制棒：镉棒控制棒通过插入的深度来调节中子的数目以控制链式反应的速度.由于镉具有很强的吸收中子的能力，控制棒通常用镉做成.3.3 核电站：利用核能发电的电站〔1〕能量转换：通过核反应堆将核能转化为热能，再通过汽轮机将热能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能.〔2〕世界各国核电发展情况简介.〔3〕核电站的核辐射防护及核废料处理.〔三〕小结本节通过核子平均曲线，说明了释放核能的两条途径——裂变和聚变，重点讨论了裂变及其链式反应的原理，了解了核反应堆的构造原理及其应用——核电站. 〔四〕布置作业阅读课后材料《增殖反应堆》〔五〕板书设计1．释放核能的途径1.1 核子平均质量及其意义核子平均质量——原子核的质量与其核子总数的比值，反应原子核的稳定程度，核子平均质量越小，原子核就越稳定.1.2 核子平均质量曲线及其特点：两头大中间小.1.3 释放核能的方法和途径——重核裂变或轻核聚变.2．铀核的裂变2.1 铀核的裂变反应：1939年〔德国〕哈恩和斯特拉斯曼首次发现23592U+10n→14156Ba+9236Kr+310n2.2 释放的核能：ΔE＝Δmc2＝201 MeV，平均每个核子释放能量约1 MeV2.3 链式反应3．核反应堆及核电站3.1 核反应堆——用人工控制链式反应的装置.3.2 核反应堆的构造原理〔1〕铀棒〔核燃料〕：天然铀或浓缩铀〔2〕减速剂：石墨、重水或普通水〔3〕控制棒：镉棒3.3 核电站：利用核能发电的电站.〔1〕能量转换：核能转化为电能〔2〕优点：消耗燃料少，功率大〔3〕核辐射防护及核废料处理★教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。

核裂变与核聚变导学案高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册

5.4 核裂变与核聚变【学习目标】1.知道核裂变、链式反应的概念，会计算核裂变释放的核能．2．了解核反应堆的工作原理，知道核电站的工作流程．3．知道核聚变的概念、条件及受控热核反应的控制方案，会计算核聚变释放的核能．1．发现：1938年年底，德国物理学家________和他的助手斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的实验中发现了________的裂变．2．核裂变(1)重核被________轰击后分裂成两块质量差不多的碎块，这类反应定名为核裂变．(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235 92U＋10n →144 56Ba＋8936Kr＋________.(3)链式反应当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这种由重核裂变产生的中子使________反应一代一代继续下去的过程，叫作核裂变的链式反应．(4)链式反应的条件发生裂变物质的体积大于________或裂变物质的质量大于________．4．了解可控热核反应及其研究和发展。

5．核裂变的能量：1 kg铀235全部发生核裂变放出的能量相当于2800t标准煤完全燃烧时释放的化学能。

知识点二反应堆与核电站1．核电站：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：为了调节中子数目以控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒．镉________的能力很强，当反应过于激烈时，将镉棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度会慢一些，这种镉棒叫作控制棒．2．工作原理：____________释放的能量，使反应区温度升高．3．核污染的处理：为避免射线对人体的伤害和放射性物质对水源、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________放出的各种射线，核反应堆中的核废料具有很强的________，需要装入特制的容器，深埋地下．知识点三核聚变1．定义：两个轻核结合成________的核，这样的核反应叫作________．2．举例：21H＋31H→________＋10n＋17.6 MeV.3．条件：轻核的距离要达到________以内．需要加热到很高的________，因此又叫________．4．优点：第一、轻核聚变____________．第二、地球上核聚变燃料的________．第三、轻核聚变更为安全、清洁．5．控制方法(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________．(2)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，用高能量密度的________________从各个方向照射反应物，使它们“挤”在一起发生反应．例1、铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法正确的是( ) A．铀块的质量是重要因素，与体积无关B．为了使铀235核裂变的链式反应容易发生，最好直接利用核裂变时产生的快中子C．只有铀235的体积超过它的临界体积，核裂变的链式反应才能发生D．核裂变能否发生链式反应与铀块的质量无关例2、如图所示是慢中子核反应堆的示意图，关于该核反应堆，下列说法正确的是( )A．铀235容易吸收快中子后发生核裂变B．快中子跟慢化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俘获而引起核裂变C．控制棒由镉做成，当反应过于激烈时，使控制棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些D．要使裂变反应更激烈，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例3、有四个核反应方程如下：①235 92U＋10n→9538Sr＋138 54Xe＋3X1 ②21H＋X2→32He＋10n③238 92U→234 90Th＋X3 ④2412Mg＋42He→2713Al＋X4 下列说法正确的是( )A．①是核聚变B．X2为21HC．③是核裂变D．X4为中子例4、1个铀235吸收1个中子发生核反应时，大约放出196 MeV的能量，则1 g纯铀235完全发生核反应放出的能量为(N A为阿伏伽德罗常数)( )A．N A×196 MeV B．235N A×196 MeV C．235×196 MeV D．N A235×196 MeV巩固练习1、铀核可以发生衰变和裂变，铀核的( )A．衰变和裂变都能自发发生 B．衰变和裂变都不能自发发生C．衰变能自发发生而裂变不能自发发生 D．衰变不能自发发生而裂变能自发发生2．链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是( )A．质子 B．中子 C．β粒子 D．α粒子3、(多选)下列说法正确的是( )A．核聚变反应方程可能为21H＋31H→42He＋210nB．铀核裂变的核反应方程可能为235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210nC．发生β衰变时原子核放出电子，说明电子是原子核的组成部分D．中子和质子结合成氘核，若该过程质量亏损为Δm，则氘核的结合能为Δmc24、（多选）铀235是核电站的主要核燃料，核反应堆在工作时，铀235既发生核裂变，也发生衰变．铀235核裂变方程为235 92U＋10n→X＋8936Kr＋310n，衰变方程为235 92U→Y＋42He，则下列说法正确的是( ) A．核裂变过程放出能量，衰变过程吸收能量B．核裂变产生的新核X中含有88个中子C．衰变产生的新核Y的比结合能比铀核的大D．核裂变释放能量产生的高温会加快铀235的衰变5、太阳现正处于主序星演化阶段，它主要是由电子和11H、42He组成的．维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2X＋411H→42He＋释放的核能ΔE，这些核能最后转化为辐射能．根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的11H核数目从现有数减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段．为了简化，假定目前太阳全部由电子和11H核组成．已知质子质量m p＝1.672 6×10－27 kg，42He质量mα＝6.645 8×10－27 kg，电子质量m e＝0.9×10－30 kg，光速c ＝3×108m/s，太阳质量M＝2×1030kg，太阳辐射功率P＝4×1026W，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.下列结论正确的是( )A．核反应中的X是电子B．释放的核能ΔE约为4.2×10－12 JC．若释放的核能全由波长为300 nm的光子组成，一次核反应释放出的光子数约为6.3×108个D．太阳继续保持在主序星阶段的时间约为1010年6、某核电站发电功率为5×105 kW ，用235 92U 作为核燃料，已知235 92U 核裂变主要是按如下方程进行的：23592U ＋10n ―→141 56Ba ＋9236Kr ＋310n 。

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重核裂变链式反应
1942年，意大利科学家恩瑞克费米领导了世界上第一座原子核反应堆的建设和试验工作。

同时研究使链式反应变为连续、缓慢、可控的何反应，使核能平缓地释放出来。

1942年12月2日，在美国芝加哥体育场的看台下，世界上第一座用石墨作减速剂的原子核反应堆竣工落成
一．核能：原子核发生变化时释放的能量
一个核子要摆脱其它核子的核力吸引，需要巨大的能量。

1．结合能：核子结合成原子核时要放出一定的能量；原子核分解成核子时，要吸收同样多的能量
γ光子照射氘核：
光子的能量等于或大于2.22MeV
中子和质子结合：放出的光子的能量为2.22MeV
平衡下列核反应方程：
在核反应堆中，石墨起的作用，镉棒起的作用。

关于太阳辐射能的主要由来，下列说法中正确的是（）
A ．来自太阳中重元素裂变反应释放的核能
B ．来自太阳中轻元素聚变反应释放的核能
C ．来自太阳中碳元素氧化释放的化学能
D ．来自太阳本身贮存的大量内能
2．平均结合能：一个原子核结合能，除以这个原子核的核子数，得到的结果叫做每个核子的平均结合能。

平均结合能是核子结合成原子核时（把原子分解成核子时）每个核子平均放出（吸收）的能量。

平均结合能越大，原子核就越难拆开。

平均结合能的大小反映核的稳定程度:质量数较小的轻核和质量数较大的重核，平均结合能较大;中等质量的原子核，平均结合能大。

即将中等质量数的原子核打散成核子要提供给每个核子的能量大。

二．重核裂变：重核受到其它粒子（如中子）轰击时裂变成两块质量较轻的核，同时还能放出中子。

1．重核的裂变是在1939年12月，德国的哈恩和他的助手斯特拉斯曼，用中子轰击铀核时发现。

2．铀核（92）裂变的产物多种多样，裂变为氙（Xe54）和锶（Sr38）、钡（Ba56）和氪（Kr36）、锑（Sb51）和铌（Nb41），同时放出2~3个中子。

还能分裂成三部分或四部分（少见）
3．裂变的原因：中子打进铀核，形成处于激发态的复核。

复核中核子剧烈运动，核变成不规则形状，核子间的距离增大，核力减小，不能克服库伦斥力，裂变。

4．重核裂变是获得原子核能的一个重要途径。

n Xe Sr U 101365490382359210++→+n H H 101121+→+γγ
+→+H H n 211110
三．链式反应
1．概念：重核裂变时放出的中子引起其他核的裂变，可以使裂变不断进行下去，这就是链式反应。

2．链式反应的重要因数：铀块的体积对于产生链式反应是一个重要因数。

因为核的体积很小。

若铀块体积不够大，中子可能还没碰到铀核就跑到铀块外面去了。

3．临界体积：能够发生链式反应的铀块的最小体积叫做它的临界体积。

4．原子弹根据链式反应的原理（重核裂变）制成：中子进入，引起铀核的链式反应，在极短时间内释放出大量核能，发生猛烈爆炸。

5．铀核产生链式反应的条件：中子的“再生旅”大于1。

打中235铀核能引起裂变，中子数增多
打中238不引起裂变，中子数减少，有些杂质吸收中子。

要使核链式反应，必须在每一个核裂变所放出的中子当中，至少有一个能再引起新的核裂变。

五．核反应堆：用人工方法控制核裂变链式反应并获得核能的装置。

1．核反应堆的结构：
核燃料棒：天然铀或浓缩铀，235的含量2%~4%
控制棒：镉棒插在核燃料棒之间，吸收中子的能力很强，反应过于激烈时，将镉棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些
减速剂：石墨、重水、普通的水。

不吸收或很少吸收中子的物质，快中子跟这些物质的原子核碰撞后，能量减少，变成慢中子，该种物质又称为减速剂。

冷却系统：水、液态金属钠、空气等流体。

控制反应堆的温度。

在反应堆内外循环流动，把反应堆内的能量传输出去。

防护层：反应堆外面修建很厚的水泥防护层。

防止裂变放出的射线对人体的损伤。

对放射性的废料，要装入特制的容器，埋入深地层进行处理。

2．核反应堆的用途：核动力发电、推进火箭、飞机、潜艇、水面舰艇、淡化海水；用来生产放射性同位素和进行放射性工作人员培训工作；利用堆内中子生产裂变物质钚（Pu94）、氚，即生产堆。

六．核电站：利用原子核裂变放出的核能来发电的发电厂。

核反应堆释放的热能使水气化，蒸汽推动汽轮发电机发电，实现了核能向电能的转化。

A．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．轻核聚变放出的能量
2．原子弹和氢弹各是根据什么原理制造的？
A．都是重核的裂变原理
B．都是轻核的裂变原理
C．原子弹是根据聚变原理，氢弹是根据裂变原理
D．原子弹是根据裂变原理，氢弹是根据聚变原理
3．关于原子核能，下列说法中正确的是
A．原子核分裂成核子时要放出能量
B．原子核分裂成核子时，放出能量，质量减少
C．原子核分裂成核子后，核子的总质量大于原子核的质量，表明该过程要吸收能量
D．核子结合成原子核时，质量增加，吸收能量
4．下列各种核反应过程中，一定会释放能量的是
A．几个核子结合成一个原子核
B．原子核的人工转变
C．重核的裂变
D．反应前核的总质量大于反应后核的总质量。

人教版高中物理选修2-3 《核裂变和裂变反应堆》教案参考

核裂变与核聚变 教案—人教版(2019)高中物理选择性必修三

高中物理 《裂变》教案 新人教版选修3

最新人教版高三物理选修2-3(职高)电子课本课件【全册】