D重核裂变链式反应
核裂变反应链式反应动力学相关参数计算
核裂变反应链式反应动力学相关参数计算核裂变是指原子核经历裂变反应，将一个原子核裂变成多个相对较小的原子核和释放出大量的能量。
核裂变反应链式反应动力学研究的是核裂变反应的速率和相关参数的计算。
在本文中，我们将探讨核裂变反应链式反应动力学的相关参数计算方法。
核裂变反应链式反应动力学的相关参数主要包括裂变产物的稳定性、裂变产物的生成速率、平均裂变释放的能量和相应的裂变截面。
首先，我们来计算裂变产物的稳定性。
裂变反应产生的裂变产物通常是较不稳定的，会通过放射性衰变进一步转化成稳定的产物。
计算裂变产物的稳定性可以使用半衰期公式。
半衰期是指一个核素中一半的原子核在给定条件下发生衰变所需的时间。
通过实验测定半衰期，可以计算出裂变产物的稳定性。
其次，我们需要计算裂变产物的生成速率。
裂变反应的生成速率是指单位时间内裂变产物的生成数量。
裂变反应的生成速率可以通过核裂变截面和裂变率计算得出。
核裂变截面是指入射粒子与目标核相互作用并发生核裂变的断面积。
裂变率是指单位时间内裂变事件的发生次数。
平均裂变释放的能量是核裂变反应中释放的能量与产生的裂变产物数目的比值。
该能量可通过实验测定裂变反应过程中释放的能量，并除以裂变产物的数目得到。
最后一个相关参数是裂变截面。
裂变截面是核裂变反应中入射粒子与目标核相互作用并发生核裂变的断面积。
裂变截面可以通过实验测定得到，也可以通过理论计算估计。
在实际计算过程中，我们需要考虑到核裂变反应链的复杂性。
核裂变反应通常是多步反应，涉及多个裂变产物的生成和衰变过程。
因此，我们需要建立反应链模型，考虑每个阶段的速率常数和裂变产物的衰变过程。
使用差分方程或微分方程组可以描述核裂变反应链的动力学演化过程。
在计算核裂变反应链式反应动力学相关参数时，我们还需考虑输入数据的准确性和实验条件的合理性。
实验数据的准确性对于计算结果的可靠性有很大的影响。
同时，实验条件的合理性也会影响计算结果的准确性。
总结来说，核裂变反应链式反应动力学相关参数的计算是通过对裂变产物的稳定性、生成速率、平均释放能量和裂变截面的计算来实现的。
《核裂变与链式反应》讲义
《核裂变与链式反应》讲义一、教材版本与章节介绍咱们今天讲的内容来自鲁科版高中物理必修1，在第1章绪论之后，还有关于碰撞与动量守恒等有趣的章节，咱们现在聚焦在第四章原子核里的第五节裂变和聚变中的核裂变与链式反应这部分内容。
这部分内容就像是打开核能神秘大门的一把小钥匙，只要跟着老师我一起，保准你能轻松理解。
二、核裂变是啥玩意儿？同学们，咱们先来说说核裂变。
简单来讲呢，核裂变就是那些很重很重的原子核啊，它们分裂成两个或者好几个质量比较小的核的这么一个反应。
就好比一个超级大的家庭突然分成了好几个小家庭一样。
那这个过程呢，还会释放出能量，这个能量可不得了，咱们给它取了好几个名字，像裂变能、核能或者原子能。
比如说铀核或者钚核这些重核就特别容易发生这种裂变反应。
想象一下，那些原本紧紧抱在一起的重核里面，就像藏着巨大的能量宝藏，一旦发生裂变，就相当于把宝藏释放出来啦。
三、链式反应的神奇之处1、链式反应的概念那什么是链式反应呢？这可就更有趣了。
当一个中子去撞击铀核，让铀核发生裂变的时候啊，这个铀核裂变的同时呢，会放出2到3个中子。
这就好比一个小石子投入平静的湖面，溅起好多小水花一样。
这些放出来的中子如果再去撞击其他的铀核，让其他铀核也发生裂变，然后新裂变的铀核又放出更多的中子，这样一代接一代地继续下去，就像一条锁链一样，一环扣一环，反应就不断地进行下去了，而且还会越来越强烈呢。
这就是链式反应啦。
2、链式反应的条件不过呢，链式反应可不是想发生就能发生的，它是有条件的。
首先啊，发生裂变物质的体积得够大才行，要大于临界体积。
这个临界体积就像是一个门槛，如果裂变物质的体积比这个临界体积小，那链式反应就没法顺利开展啦。
就好比你要办一场超级热闹的派对，场地得足够大才行，如果场地太小，人都挤不进去，派对就热闹不起来了。
还有一个条件呢，就是得有持续不断的中子源。
就像咱们刚刚说的，没有这个中子源，就没有最初去撞击铀核的中子，那整个链式反应就没法开始，就像没有点火的鞭炮，怎么可能炸响呢？四、核反应堆的构成与作用1、核反应堆的组成部分那为了能让核裂变和链式反应乖乖听话，咱们人类发明了核反应堆。
新高考物理考试易错题易错点29原子原子核
易错点29 原子 原子核易错总结一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式1．原子的核式结构（1）电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。
（2）α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。
（3）原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
2．光谱（1）光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。
（2）光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。
有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。
（3）氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，（n ＝3,4,5，…），R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数。
3．玻尔理论（1）定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
（2）跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m －E n 。
（h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·s ） （3）轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。
原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。
4．氢原子的能级、能级公式（1）氢原子的能级能级图如图所示（2）氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1（n＝1,2,3，…），其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV。
②氢原子的半径公式：r n＝n2r1（n＝1,2,3，…），其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10m。
新教材高中物理 课后素养落实14 核裂变和核聚变 核能的利用与环境保护 鲁科版选择性必修第三册
课后素养落实(十四)(建议用时：40分钟)题组一 对核裂变和链式反应的理解1．(多选)当一个重核裂变时，它能产生的两个核( ) A ．一定是稳定的B ．含有的中子数较裂变前重核的中子数少C ．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量D ．可以是多种形式的两个核的组合BD [重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出2个或3个中子，裂变释放的能量比俘获中子时得到的能量大，故C 错误；质子数不变，中子数会减少，故B 正确；重核裂变的产物是多种多样的，故A 错误，D 正确。
]2．(多选)用中子(10n)轰击铀核(23592U)发生裂变反应，会产生钡核(14156Ba)和氪(9236Kr)并释放出中子(10n)，当达到某些条件时可发生链式反应，一个铀核(23592U)裂变时，释放的能量约为200 MeV(1 eV ＝1.6×10－19J)。
以下说法正确的是( )A ．23592U 的裂变方程为23592U →14156Ba ＋9236Kr ＋10nB ．23592U 的裂变方程为23592U ＋10n →14156Ba ＋9236Kr ＋310nC ．23592U 发生链式反应的条件与铀块的体积有关D ．一个23592U 裂变时，质量亏损约为3.6×10－28kgBCD [23592U 的裂变方程为23592U ＋10n →14156Ba ＋9236Kr ＋310n ，故A 错误，B 正确；当铀块体积大于临界体积时链式反应才会发生，故C 正确；ΔE ＝200 MeV ＝2×108×1.6×10－19J ＝3.2×10－11J ，根据ΔE ＝Δmc 2，可知Δm ＝ΔE c 2＝3.2×10－11（3×108）2 kg ＝3.6×10－28kg ，故D 正确。
] 3．(多选)2020年11月8日，我国核潜艇第一任总设计师、中国工程院院士彭士禄荣获第十三届光华工程科技成就奖。
核物理学中的裂变链反应和自持链式反应
核物理学中的裂变链反应和自持链式反应在核物理学的广袤领域中，裂变链反应和自持链式反应无疑是极为重要的概念。
它们不仅在理论研究中具有关键地位，更是在能源生产、军事应用等实际领域发挥着巨大作用。
要理解裂变链反应，首先得明白什么是核裂变。
简单来说，核裂变就是一个重原子核分裂成两个或多个较轻原子核的过程。
在这个过程中，会释放出大量的能量以及中子。
而裂变链反应，则是指由单个核裂变事件引发的一系列连续的核裂变。
想象一下这样的场景：一个铀-235 原子核吸收了一个中子后发生裂变，释放出能量的同时还产生了几个新的中子。
这些新产生的中子又有可能被其他铀-235 原子核吸收，从而引发新的裂变。
如此一来，一个接一个的原子核发生裂变，就像链条上的环节一样，一环扣一环，形成了裂变链反应。
那么，什么样的条件才能促成裂变链反应的持续进行呢？这就涉及到几个关键因素。
首先是燃料的浓度和质量。
以铀为例，如果铀-235的浓度过低或者燃料的质量太小，那么中子在逃出燃料之前引发新裂变的概率就会大大降低，难以形成持续的链反应。
其次是中子的能量和速度。
只有具有适当能量和速度的中子，才能有效地引发核裂变。
此外，还需要考虑燃料的几何形状和周围的环境等因素。
当裂变链反应能够在没有外部干预的情况下，持续不断地进行下去，就形成了自持链式反应。
自持链式反应是一种非常特殊的状态，它意味着系统能够自我维持，不断地产生能量和新的中子。
自持链式反应在核电站中得到了应用。
在核电站的核反应堆中，通过精心设计和控制，使裂变链反应能够稳定地进行，从而持续产生大量的热能。
这些热能被用来将水加热成蒸汽，驱动涡轮机发电。
然而，要实现安全、稳定的自持链式反应并非易事。
需要严格控制反应堆中的中子数量、燃料浓度、反应速率等参数，以防止反应失控。
一旦出现失控，就可能导致严重的核事故，给人类和环境带来巨大的灾难。
在军事领域，原子弹的爆炸就是基于快速的、不受控制的自持链式反应。
当大量的高浓缩铀或钚在极短的时间内发生裂变，释放出巨大的能量，就会产生极其强大的爆炸威力。
【原创】4.2核裂变 课件
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．
人教版选择性54核裂变与核聚变学案(含答案)(1)
2022-2023学年人教版（2019）选择性必修第三册核裂变与核聚变学案（含答案）【素养目标】1.知道重核的裂变和链式反应2.会计算核裂变释放的能量3.了解原子弹的原理4.知道聚变反应的特点5.了解聚变反应的条件【必备知识】知识点一、核裂变1．定义：核物理中，把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，叫核裂变。
2．铀核的典型裂变方程用中子轰击铀核时，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23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n.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。
4．链式反应的条件(1)铀块的体积大于临界体积．(2)铀块的质量大于临界质量．以上两个条件满足一个，则另一个条件自动满足．知识点二、反应堆与核电站1.核反应堆：通过可控制的链式反应实现核能释放的装置称为核反应堆．2.反应堆工作原理(1)热源：在核电站中，核反应堆是热源，如图为简化的核反应堆示意图：铀棒是燃料，由天然铀或浓缩铀(铀235的含量占2%～4%)制成，石墨(重水)为慢化剂，使反应生成的快中子变为慢中子，便于铀235的吸收，发生裂变，慢化剂附在铀棒周围．反应堆示意图(2)控制棒：镉棒的作用是吸收中子，控制反应速度，所以也叫控制棒．控制棒插入深一些，吸收中子多，反应速度变慢，插入浅一些，吸收中子少，反应速度加快，采用电子仪器自动调节控制棒插入深度，就能控制核反应的剧烈程度．(3)冷却剂：核反应释放的能量大部分转化为内能，这时通过水、液态钠等作冷却剂，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，很厚的水泥防护层可以防止射线辐射到外面．知识点三、核聚变1．定义：两个轻核结合成质量较大的核，并释放出能量的反应．2．典型的核聚变方程：21H＋31H→42He＋10n＋17.6 MeV3．条件在超高温条件下，剧烈的热运动使得一部分原子核具有足够的动能，可以克服库伦斥力，发生核聚变。
人教版高中物理选修2-3 核裂变的机理及链式反应的条件
核裂变的机理及链式反应的条件
由于较重的原子核核子平均质量较大，其稳定程度较小，比较容易吸收其他粒子.如当中子打进铀235后，形成一个新的处于激发态的核，由于其中核子的剧烈运动，核子间的距离增大，核子之间的吸引力（核力）迅速减小，不足以克服质子之间的库仑斥力，核就分裂成两部分，产生裂变.一个铀核裂变产生的中子又不断引起其他铀核的裂变，就形成了链式反应.
但维持链式反应要有一定的条件.如果每次裂变放出的中子平均有一个能再度引起裂变反应，或者说一代裂变中子的总数不少于前一代的中子数，链式反应就能维持下去.由于裂变中放出的中子有的可能从裂变物质中漏失出去，有的可能被裂变物质吸收而没有产生裂变，也有的可能被裂变物质中所含的杂质吸收，所以链式反应未必能持续地进行下去.要维持链式反应，就要减少裂变物质中的杂质（最好使用纯铀235），还要增大裂变物质的体积，也就是说要维持链式反应就存在一个裂变物质的最小体积，这个体积叫链式反应的临界体积.
参加裂变反应的裂变物质体积越大，中子的漏失越少，裂变物质达到一定体积(临界体积)时，链式反应就可以持续下去.跟临界体积相对应的裂变物质的质量，叫临界质量.纯铀235的临界体积(球形)，直径只有4.8 cm，相应的临界质量只有1 kg左右.核反应堆，由于堆型的不同，临界质量可以从几千克到几百千克.。
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2.链式反应的条件 能够发生链式反应的铀块的最小体积叫做它的
临界体积，相应的质量叫做临界质量。
链式反应的条件：铀核的体积大于临界体积。
原子弹是利用链式反应 的原理制成的
原子弹
原子弹爆炸 中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
四.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。
u为原子质量单位，等于
12 6
C原子质量的
1/12
1u=1.66 ×10-27kg
9 4
Be＋42
He?
12 6
C＋01
n
9.13? 10－13 J
二.重核裂变
1.核能：原子核的结构发生变化时放出的能量。
2.裂变：重核受到其他粒子（如中子）轰击时 裂变成两块或两块以上质量较小的核的过程。
裂变过程中放出中子并释放大量能量。
3.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，典型的裂变物为 钡和氪，同时放出两三个中子。
核反应方程之一：
U 235
92
?
01n?
15461Ba? 3962Kr ? 301n
平衡下面的裂变方程：
三.链式反应
1.链式反应：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。
反应堆主要有核燃料棒（铀棒）、 减速剂、控制棒（镉棒） 、防护层 和冷却系统等构成。
五.核电站
利用反应堆中的核燃料裂变放出的核能转变为 电能的发电厂。
蒸汽发生器 蒸汽 汽轮机 发电机
反
Hale Waihona Puke 应堆水冷凝器
汞
汞
水泥防护层 核岛
冷却剂
常规岛
核电站－－－－秦山核电站
D 重核裂变 链式反应
一.结合能和质能方程
1、结合能：核子结合成原子核时放出的能量，或 原子核分解成核子时吸收的能量，叫做原子核的 结合能。
2、质量亏损：当核子组成原子核时，核子的质量 跟原子核质量之差。
3、爱因斯坦质能方程 ：E=mc2
质量亏损与能量释放的关系： ? E ? ? m ?C 2
例1：