高三物理重核的裂变.ppt

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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

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

2019_2020学年高中物理第19章第6节重核的裂变课件新人教版选修3_5

2019_2020学年高中物理第19章第6节重核的裂变课件新人教版选修3_5

例1 (双选)关于铀核裂变,下述说法正确的 是( )
A.铀核裂变的产物是多种多样的,但只能裂 变成两种不同的原子核
B.铀核裂变的同时将释放2~3个中子 C.为了使裂变的链式反应更容易进行,最好 用铀235 D.铀块的体积对产生链式反应无影响
解析:铀核受到中子的轰击,会引起裂变,裂 变的产物是多种多样的,具有极大的偶然性,但裂 变成两块的情况较多,也有的分裂成多块,放出几 个中子,铀 235 受中子轰击时,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 以上的高能量中子才引起裂 变,且裂变的概率较小,要引起链式反应必须使铀 块的体积大于临界体积,选项 B、C 正确.
核反应释放的能量大部分转化为内能,这时 通过水或液态钠做冷却剂,在反应堆内外循环流 动,把内能传输出去,用于推动蒸汽机,使发电 机发电.发生裂变反应时,会产生一些有危险的 放射性物质,很厚的混凝土防护层可以防止辐射 线射到外面.
例 2 (2013·重庆卷)铀是常用的一种核燃料,若它的
原子核发生了如下的裂变反应:23592U+01n→a+b+201n,
②核子分裂:核子间的距离增大,因而核力迅速减弱,使得核由 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 地进行下去,释放出越来越多的核能,这就叫链式反应,如下图所示:
③重核裂变有质量亏损,所以放出能量.
注:铀235裂变需要一定的条件:①要有足 够浓度的铀235;②要有足够数量的慢中子;③ 铀块的体积要大于临界体积.
答案:AC
1.裂变. 核物理学中把重核分裂成质量较小的核, ___放__出___核能的反应.用中子轰击铀核时,铀核发生 了裂变,裂变产物__多__种__多__样____.一种典型的裂变反 应是生成钡和氪,同时放出3个__中__子____.核反应方程: U+n→___1_4546_B_a_+__83_96K__r+__3_10_n__.

【原创】4.2核裂变 课件

【原创】4.2核裂变 课件
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 29328U D.铀块的体积对产生链式反应无影响
解析:选 B.铀核受到中子的轰击,会引起裂变, 裂变的产物是多种多样的,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,29325U 受慢中子的轰击时,裂变的概率大, 而23982U 只有俘获能量在 1 MeV 以上的中子才能引 起裂变,且裂变的概率小,而要引起链式反应,需
(3) 能 量 : 铀 核 裂 变 成 中 等 质 量 的 原 子 核 , 发 生质量亏损,所以放出能量.一般说来,平均 每个核子放出的能量约为1 MeV,1 kg铀全部裂 变放出的能量相当于2000 t优质煤燃烧时释放 的能量.裂变时能产生几万度的高温.
2.重核裂变的条件
(1)重核的裂变只能发生在人为 的核反应中,自然界中不会自发 地产生裂变,而是发生衰变.
Zr 的电荷数 Z=92-60+8=40, 质量数 A=236-143-3×1=90.
(2)法一:质量亏损 Δm=(mU+mn)-(mNd+mZr+3mn)=0.2174u. 一个铀核裂变释放能量 ΔE=Δm×931.56 MeV =0.2174×931.56 MeV≈202.5 MeV, 1kg 铀核含有的原子核数为
4.2核裂变
知识梳理:
一、重核的裂变 1.核裂变:用中子轰击铀核,发现铀核分裂成 __质__量__相__近___的两部分,并释放出能量.这种核反应 过程叫做__核__裂__变__.___ 2.核能:核裂变__释__放____出的能量称为 ___裂__变__能____,也称__核__能____或_原__子__能__.___
即时应用 (即时突破,小试牛刀) 2.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, 以改变反应堆中的中子数目 D.利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度 解析:选C.控制核反应的速度是靠调节中子数 来实现的,故C选项正确.

高中物理第十九章原子核6重核的裂变课件新人教版选修3

高中物理第十九章原子核6重核的裂变课件新人教版选修3
(2)由爱因斯坦质能方程,得 ΔE=Δmc2=0.193 3×931.5 MeV≈180.06 MeV. 【答案】 (1)0.193 3 (2)180.06 MeV
点拨: ①根据质量数和电荷数守恒,写出裂变方程. ②计算出裂变前后质量亏损 Δm. ③根据质能方程 ΔE=Δmc2 计算出裂变释放的核能.
答案:AC
点拨: ①核电站的核裂变为可控核反应,所放出粒子从核反应方程中看 出. ②结合临界体积和半衰期的概念去分析 B、D 两项.
要点二 核电站的结构及工作原理 1.主要组成:核电站的核心设施是核反应堆.如图所示.
它的主要部件列表如下:
部件 核燃 名称 料
慢化剂
控制棒 热循环介质 保护层
采用 的材
拓展 核反应堆的类型 (1)气冷式反应堆:即采用冷气体作为冷却剂,如空气、二氧化碳 等,英国大多数核电站的反应堆是气冷式的.
(2)水冷式反应堆: ①压水堆与沸水堆. 在正常运动条件下,压水堆内的水由于受到很高的压力,始终处 于“液态”,我国已建成的秦山核电站(一期)和大亚湾核电站以及秦 山二期、岭澳和田湾核电站均采用压水堆.沸水反应堆内的水处于气、 液共存的状态. ②轻水堆与重水堆. 氢有三种同位素:氕、氘、氚.普通水中的氢原子是“氕”,这 种水称为“轻水”;若水中的氢原子是“氘”,则称为“重水”,“轻 水堆”和“重水堆”的区别在于反应堆的冷却剂、慢化剂是“轻水” 还是“重水”.秦山三期核电工程采用的是重水堆.
【答案】 C
变式训练 2 关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理,下列 说法正确的是( )
A.镉棒能释放中子,依靠释放的多少控制反应速度 B.用镉棒插入的多少控制快中子变为慢中子的数量 C.利用镉棒对中子吸收能力强的特点,依靠插入的多少控制中 子数量

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》

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
___________________________
_______________________
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

___________________________ _______________________
___________________________ _______________________
原子弹
___________________________ _______________________
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.
___________________________ _______________________
___________________________ _______________________
新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修3-5
___________________________ _______________________
19.6《重核的裂变》
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【优】高三物理重核的裂变PPT资料

【优】高三物理重核的裂变PPT资料

三、三、聚变与裂变的区别
1、原理不同 2、放出的能量大小不同 3、废料处理难度不同 4、“燃料”的储藏量不同 5、两种反应的可控性不同
核电站---核反应堆
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
原子弹
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
氢弹爆炸形成的磨姑云
3、有足够数量的慢中子 及时穿戴个人防护器材,防止人体受沾染
(3)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。 中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图 解由质量数守恒和电荷数守恒,分别有
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。
二、聚变
1 轻核的聚变(热核反应)
235 92
U+
1 0
n
→15461
Ba
+
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生了裂变,释放出的
核电站中--子--秦又山核引电站起了其他铀核的裂变,也就是链式反应.
在开阔地面上的人员,当发现核爆闪光时,立即背向爆心卧倒,可减轻伤害。 2、有足够浓度的铀235 韩国 42. 链式反应的应用——
链式反应发生的条件 核电站慢中子反应堆
韩国 42. 是核裂变反应方程 (1)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,培养学生基本的科学素养,通过核能的利用,思考科学与社会 的关系;

裂变PPT教学课件

裂变PPT教学课件

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,立即背 向爆心卧倒,可减轻伤害。
(2)放射性沾染防护。
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
、 、日珥和太阳风等。
不稳定性
太阳黑子 耀斑
基础知识回 顾
2.太阳活动对地球的影响
太阳 太阳 活动 大气
特征
对地球影响
①高速旋转的气 ①与地球 气候变化
太阳 黑子
体涡旋; 光球层 ②温度比光球层
平均温度低;
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
235 92
U+
1 0
n
→15461Ba
+
92 36
Kr
+310

高三物理重核的裂变课件(第六节)

高三物理重核的裂变课件(第六节)

原子弹
在山田须磨子(一位当年嘚爆炸目击者)嘚一幅画:在遥远嘚广岛上空, 原子弹爆炸后发出彩虹一般绚丽嘚光芒
倒塌嘚钢架结构建筑物
广岛红十字医院里,一个严重烧伤嘚学生仰面躺在 一张草席上。他嘚五官几乎全被原子弹爆炸产生嘚 热浪抹掉了。四天后他死了。
核防护
对核袭击嘚防护大致可分为两大类。 (1)核爆炸瞬时效应防护。
利用工事进行掩蔽 在开阔地面上嘚人员,当发现核爆闪光时,立即背向爆心卧倒,可减轻伤害。
(2)放射性沾染防护。 避开在沾染区或高照射量率嘚地区行动 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嘚人员,可服用抗辐射药,以减少放射性物质在人体内嘚存留
在半径为400米嘚范围内,沙石被熔化成了黄绿色嘚玻璃状物质,半径为1600米嘚范围内,所有嘚 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,我是世界嘚毁灭者.”
原子弹
团,爆炸产生嘚气流、烟尘直冲云天,高达12英里多.广岛市区80%嘚建筑化为灰烬,64000人 丧生,72000人受伤,伤亡总人数占全市总人口嘚53%.长崎市60%嘚建筑物被摧毁,伤亡 86000人,占全市37% .
CB
O
Fe
核子嘚平均质量与原子序数之间嘚关系
A Z
一、裂变
物理学中把重核分裂成质量较小嘚核,释放核能嘚反应叫做裂变.把轻核结合成质量较大嘚核, 释放出核能嘚反映叫做聚变.

聚变

裂变
铀核嘚裂变
1939年12月,德国物理学家哈恩和他嘚助手斯特拉斯曼发现,用中子轰击铀核时,铀核发生 了裂变。铀核裂变嘚产物是多种多样嘚,一种典型嘚反映是裂变为钡和氪,同时放出三个中子,其 核反应方程是:
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1.在核反应方程式中
( B)
U 235
92
10
n
9308
Sr
136 54
Xe kX
A.X是中子,k=9
B.X是中子,k=10
C.X是质子,k=9
D.X是质子,k=10
2.中子n、质子p、氘核D的质量分别为mn、m p、mD .
现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解,反
应的方程为 D p n若分解后中子、质子的
的人工转变方程
答案:BD
(09年安徽卷)
2.原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁 净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时, 氘核参与的几种聚变反应可能发生,放出能 量。这几种反应总的效果可以表示为
Hale Waihona Puke 62 1H
k
4 2
He
d
11H
2 01n
43.15MeV
由平衡条件可知 A.k=1 d=4 C.k=1 d=6
某些轻核能够结合在一起,生成一个较大 的原子核,这种核反应叫做聚变。
2、发生聚变的条件:
使原子核间的距离达到10-15m 实现的方法有:
(1)、用加速器加速原子核; 不经济 (2)、把原子核加热到很高的温度;
108~109K 聚变反应又叫热核反应
轻核的聚变:
2 1
H
21H23
He
01n
2 1
H
21H123
动能可视为相等,则中子的动能是 (
A.
1 2
[(mD
mp
mn
)c2
E]
)C
B.
1 2
[(mD
mn
mp
)c2
E]
C.
1 2
[(mD
mp
mn
)c2
E]
D.
1 2
[(mD
mn
mp
)c2
E]
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。
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,立即背 向爆心卧倒,可减轻伤害。
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% .
He
11H
2 1
H
3 1
H42
He
01n
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:
2 1
H31H42
He
01n
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
m mD mT (m mn ) 0.018884u
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.
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.
链式反应发生的条件
1、铀块的体积大于临界体积 2、有足够浓度的铀235 3、有足够数量的慢中子
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。
二、聚变
1 轻核的聚变(热核反应)
(2)放射性沾染防护。
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
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。
B.k=2 d=2 D.k=2 d=3 4k d 10
解由质量数守恒和电荷数守恒,分别有 2k d 6
解得 k=2,d=2。正确选项为B。
外切衰变 3、如图,在匀强磁场中的A点,有一个 静止的原子核,当它发生哪一种衰变时,射出的粒子 以及新核的轨道才作如图的圆周运动,并确定它们环 绕的方向,若两圆的半径之比是45∶1,这个放射性 元素原子核的原子序数是多少?
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
铀核裂变释放的核能计算
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:
解:由动量守恒定律 MV-mv = 0 两者速度方向相反 必须是同种电荷才能外切,所以是 α衰变。 由左手定则,两者的环绕的方向均为逆时针方向。
r=mv/qB∝1/q
qa/qb=rb/ra=2/90 大圆为α粒子,
U 238
92
24He
29304Th
bA
a
这个原子核的原子序数是92
原子弹
原子弹
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:
法国 75%
立陶宛 73.1%
比利时 57.7%
保加利亚 47.1% 斯洛伐克 47%
原子弹
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
氢弹爆炸形成的磨姑云
1.下列说法正确的是
A. 15 7
N
11H
162C
4 2
He
是衰变方程
B.
1 1
H
2 1
H
3 2
He
是核聚变反应方

C.
238 92
U
234 90
Th
4 2
He
是核裂变反应方

D. 是原子核 4 2
He
27 13
Al
30 15
P
1 0
n
《重核的裂变》 《轻核的聚 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
E mc2 0.01884 931.5MeV
E 17.59MeV
三、三、聚变与裂变的区别
1、原理不同 2、放出的能量大小不同 3、废料处理难度不同 4、“燃料”的储藏量不同 5、两种反应的可控性不同
核电站---核反应堆
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
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