2019年高考物理二轮复习专题课件：原子物理 109.核反应和核能的利用
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高考物理总复习 选考部分 第5讲 原子核 核反应与核能课件 新人教版选修3-5
4．重核裂变 (1)定义：质量数 较大 的原子核分裂成几个质量数 较小 的 原子核的过程． (2)特点：①裂变过程中能够放出巨大的能量； ②裂变的同时能够放出 2～3 个 中子 ；
1 89 144 (3)典型的裂变方程：235 U ＋ n → Kr ＋ 92 0 36 56Ba＋ 30n
1
5．轻核聚变 (1)定义：两个轻核结合成质量较大的原子核的反应过程． (2)特点：①聚变过程放出大量的能量，例如，一个氘核与 一个氚核结合成一个氦核时(同时放出一个中子)，平均每个核子 放出的能量，比裂变反应中每个核子放出的能量大 3 至 4 倍． ②聚变反应比裂变反应更剧烈．
3 4 1 (3)典型的聚变方程：2 H ＋ H → He ＋ 1 1 2 0n
根据 ΔE＝Δmc2 计算核能时，若 Δm 以“kg” 为单位，“c”代入 3×108 m/s，ΔE 的单位为“J”；若 Δm 以“u”为 单位，则由 1 u· c2＝931.5 MeV 得 ΔE＝Δm×931.5 MeV.
(2013· 豫西五校)(1)现有三个核反应方程：
24 0 ①11 Na→24 Mg ＋ － 12 1e 3 4 1 ③2 H ＋ H → He ＋ 1 1 2 0n 1 141 92 1 ②235 U ＋ n → Ba ＋ Kr ＋ 3 92 0 56 36 0n
下列说法正确的是(
)
A．①是裂变，②是 β 衰变，③是聚变 B．①是聚变，②是裂变，③是 β 衰变 C．①是 β 衰变，②是裂变，③是聚变 D．①是 β 裂变，②是聚变，③是裂变
2．原子核衰变规律
衰变类型 衰变方程 衰变实质 衰变规律 α 衰变 β 衰变 0 4 A A－4 A A He － X → Y ＋ X → Y ＋ 1e 2 Z Z－ 2 Z Z＋ 1 2 个 质 子和 2 个中 子 中 子转化为 质 结合成一个整体射出 子和电子 1 1 1 0 21 H n ＋ 20n →4 He → ＋ 1H 1 － 0 2 1e 电荷 数守恒、 质量 数守恒
高考物理总复习课件 第13章-第3讲核反应和核能
【答案】
＋1
0
e(正电子) 56 天
考点二 一、类型对比 类型 衰 α 衰变 变 β 衰变 可控性 自发 自发
核反应方程的书写 核反应方程典例 92U→23490Th＋4 2He 234 90Th→23491Pa＋ 0－1e
14 17 1 7N＋4 2He→ 8O＋1H 238
人工控 人工转变 制
图 13－ 3－ 1
【解析】 e(正电子)， 由
30 0 0 写出衰变方程30 P → Si ＋ e ，故这种粒子为 ＋ ＋ 15 14 1 1
m－t 图象知32 15P
1t 的半衰期为 14 天， 由 m 余＝m 原( ) 2τ
1 t 得 0.25 mg＝4 mg×( ) ，故 t＝56 天． 2 14
Δmc2 释放的核能 ΔE＝ ______.
考点一 一、原子核衰变规律 衰变类型 衰变方程
衰变和半衰期 β 衰变
A 0 AZX→Z＋ 1Y＋－1e
α 衰变
A 2 个中子 衰变实质 结合成一个整体抛 射出
1 4 21 H ＋ 2 n → 1 0 2He
1 92U＋0 n→13654Xe＋90 38Sr＋
裂变 进行人工控制
101 0n 轻核 聚变 目前无法控制
2 3 4 1 1H＋1H→2He＋0n
二、注意问题 1．核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用 单向箭头表示反应方向，不能用等号连接． 2．核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据 两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程． 3．核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守 恒．
核反应和核能
在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新 ______ 原子核
11-19年高考物理真题分专题汇编之专题109.核反应 核能
第109节 核反应 核能.【2019年4月浙江物理选考】静止在匀强磁场中的原子核X 发生α衰变后变成新原子核Y 。
已知核X 的质量数为A ，电荷数为Z ，核X 、核Y 和α粒子的质量分别为m X 、m Y 和m α，α粒子在磁场中运动的半径为R 。
则A. 衰变方程可表示为B. 核Y 的结合能为（m x -m y -m α）c 2C. 核Y 在磁场中运动的半径为D. 核Y 的动能为【答案】AC 【解析】【详解】A ．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程可表示为，选项A 正确；B ．此反应中放出的总能量为：∆E=（m x -m y -m α）c 2，可知核Y 的结合能不等于（m x -m y -m α）c 2，选项B 错误；C ．根据半径公式，又mv=P （动量），则得，在衰变过程遵守动量守恒，根据动量守恒定律得：0=P Y -P α，则P Y =P α， 得半径之比为，则核Y 在磁场中运动的半径为，故C 正确；D ．两核的动能之比：，因，解得，选项D 错误。
【2019年物理全国卷2】太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循坏，循环的结果可表示为1401214H He+2e+2v →，已知11H 和42He 的质量分别为P1.0078u m =和 4.0026u m α=，1u=931MeV/c 2，c 为光速。
在4个11H 转变成1个42He 的过程中，释放的能量约为A. 8 MeVB. 16 MeVC. 26 MeVD. 52 MeV【答案】C 【解析】【详解】由2E mC ∆=∆知()242p e E m m m c α∆=⨯--⋅，2E m c ∆∆==6191693110 1.610J 910-⨯⨯⨯⨯27311.710kg 0.910kg --≈⨯⨯，忽略电子质量，则：()24 1.0078 4.0026MeV 26E u u c ≈∆=⨯-⋅，故C 选项符合题意；【2019年物理天津卷】我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。
高二物理核能的利用精品PPT课件
会产生温度，如无线电波、电力电磁场。
电离辐射
α Β
非电离辐射
γ
放射性物质对人体伤害的规律是：距离射源越远，受照时间越短， 隔离的“屏障”越多，受到伤害越小。
核电站和日常生活辐照水平的对比
一次全身大剂量辐射照射对身体的影响
21世纪已经到来!
我们将如何面对到来的下一个10年？ 膨胀的人口...发 展的经济...对计算机更多的依赖、各种电子技术...对 进口石油的更多依赖...天然气价格和长期供应的不确 定性...以及燃烧天然燃料对环境带来的一大堆问题。
少了9％，尘埃减少 了36％，大气质量有 明显改善。
秦山核电站
大亚湾核电站
布 比 利 斯 核 电 站
核电站与环境
——核电是安全的能源
核电站实施纵深防御、多重保护、多样性的设计原则，确保核 安全；核电站运行期间不受发电量、经济效益和其他因素的约 束。以秦山核电站为例，它有三道屏障，用于防止放射性物质 的外泻。第一道屏障是锆-4合金的燃料包壳，它把核燃料及其 裂变产物封闭起来。第二道屏障是壁后为175毫米钢板制成的反 应堆压力容器以及相应的管道设施，它把反应堆冷却剂包容在 里面，防止有放射性的反应堆冷却剂外泄。第三道屏障是反应 堆安全壳，它是高72.5米、外径38米、厚1米的钢筋混凝土制成 的圆柱形建筑，内衬6毫米的钢板。安全壳既能抵御外部破坏， 例如龙卷风、地震、喷气式飞机的撞击，还能抵御最严重事故 情况下内部的高温和高压，防止放射性物质的外泄。
从原子弹说起
发射区1.6公里内的所有生物全都荡然无存。离发射场800 米的一座32吨重的钢塔成了一堆扭曲的废物。发射场周围 800米的沙粒被融化成玻璃体，绿色透明似翡翠。
1945年8月6日和9日， 美国分别在日本广岛和 长崎两市投下原子弹， 使其遭到致命打击，8 月15日，日本无条件投 降。
电离辐射
α Β
非电离辐射
γ
放射性物质对人体伤害的规律是：距离射源越远，受照时间越短， 隔离的“屏障”越多，受到伤害越小。
核电站和日常生活辐照水平的对比
一次全身大剂量辐射照射对身体的影响
21世纪已经到来!
我们将如何面对到来的下一个10年？ 膨胀的人口...发 展的经济...对计算机更多的依赖、各种电子技术...对 进口石油的更多依赖...天然气价格和长期供应的不确 定性...以及燃烧天然燃料对环境带来的一大堆问题。
少了9％，尘埃减少 了36％，大气质量有 明显改善。
秦山核电站
大亚湾核电站
布 比 利 斯 核 电 站
核电站与环境
——核电是安全的能源
核电站实施纵深防御、多重保护、多样性的设计原则，确保核 安全；核电站运行期间不受发电量、经济效益和其他因素的约 束。以秦山核电站为例，它有三道屏障，用于防止放射性物质 的外泻。第一道屏障是锆-4合金的燃料包壳，它把核燃料及其 裂变产物封闭起来。第二道屏障是壁后为175毫米钢板制成的反 应堆压力容器以及相应的管道设施，它把反应堆冷却剂包容在 里面，防止有放射性的反应堆冷却剂外泄。第三道屏障是反应 堆安全壳，它是高72.5米、外径38米、厚1米的钢筋混凝土制成 的圆柱形建筑，内衬6毫米的钢板。安全壳既能抵御外部破坏， 例如龙卷风、地震、喷气式飞机的撞击，还能抵御最严重事故 情况下内部的高温和高压，防止放射性物质的外泄。
从原子弹说起
发射区1.6公里内的所有生物全都荡然无存。离发射场800 米的一座32吨重的钢塔成了一堆扭曲的废物。发射场周围 800米的沙粒被融化成玻璃体，绿色透明似翡翠。
1945年8月6日和9日， 美国分别在日本广岛和 长崎两市投下原子弹， 使其遭到致命打击，8 月15日，日本无条件投 降。
核能(物理课件)(2)
2．按自然界能否源源不断的提供 可再生能源 水能、风能等 非再生能源 石油、煤、天然气等。
3．按能源可否被广泛利用，可分为 非常规能源 太阳能的直接使用、氢能、地热能等
常规能源 草木燃料、煤、石油等
自然资源:存在于自然环境中的可被人类利用的 物质和能量。
自然资源的分类：
1、不可再生资源 不能被恢复或再生的自然资源 如煤和石油
1、能量转化：
核能
内能
机械能
电能
2、我国第一座自行设计建造的核电站： －－秦山核电站
3、存在的问题：－－放射性污染
αβγ 射线
放射性物质的标志
1、实验：观察掉在地上的乒乓球的跳动情况？
讨论：
乒乓球为什么越跳越低？ 能量消失了吗？
2、电风扇工作时，消耗的电能与 电动机获得的机械能相等吗？如不 相等，是否意味着能量不守恒？
能源的利用
1、描述世界和我国的能源状况 a 2、知道能源的利用与人类生存和社会发展的关系
a 3、知道提高效率和节能的关系a 4、树立提高效率的意识 c 5、知道过度开发不可再生能源带来的社会问题 a 6、知道能源合理利用和开发与可持续发展战略的
能源的分类
1、是否自然界直接提供 一次能源 煤、石油、风能、水能等。 二次能源 汽油、柴油、氢能源、电能等。
不可能发生的。但是，遵守能量的转化 和守恒定律的事件是否一定发生？
结论： 能量的转移和转化有一定的方向性。
1、“千年飞天梦，今朝终成真”，2003年10月15日，长征号 火箭载着“神舟五号”载人飞船将航天英雄杨利伟送入太空。
关于火箭发射过程中能量转化的说法正确的是A（ ）
A、将燃料的化学能转化为内能，内能转化为机械能 B、将燃料的化学能转化为火箭的内能 C下列过程中，属于能量转移的是 ①⑤
3．按能源可否被广泛利用，可分为 非常规能源 太阳能的直接使用、氢能、地热能等
常规能源 草木燃料、煤、石油等
自然资源:存在于自然环境中的可被人类利用的 物质和能量。
自然资源的分类：
1、不可再生资源 不能被恢复或再生的自然资源 如煤和石油
1、能量转化：
核能
内能
机械能
电能
2、我国第一座自行设计建造的核电站： －－秦山核电站
3、存在的问题：－－放射性污染
αβγ 射线
放射性物质的标志
1、实验：观察掉在地上的乒乓球的跳动情况？
讨论：
乒乓球为什么越跳越低？ 能量消失了吗？
2、电风扇工作时，消耗的电能与 电动机获得的机械能相等吗？如不 相等，是否意味着能量不守恒？
能源的利用
1、描述世界和我国的能源状况 a 2、知道能源的利用与人类生存和社会发展的关系
a 3、知道提高效率和节能的关系a 4、树立提高效率的意识 c 5、知道过度开发不可再生能源带来的社会问题 a 6、知道能源合理利用和开发与可持续发展战略的
能源的分类
1、是否自然界直接提供 一次能源 煤、石油、风能、水能等。 二次能源 汽油、柴油、氢能源、电能等。
不可能发生的。但是，遵守能量的转化 和守恒定律的事件是否一定发生？
结论： 能量的转移和转化有一定的方向性。
1、“千年飞天梦，今朝终成真”，2003年10月15日，长征号 火箭载着“神舟五号”载人飞船将航天英雄杨利伟送入太空。
关于火箭发射过程中能量转化的说法正确的是A（ ）
A、将燃料的化学能转化为内能，内能转化为机械能 B、将燃料的化学能转化为火箭的内能 C下列过程中，属于能量转移的是 ①⑤
高三物理复习课件 核反应和核能
线的电离能力最强 D.铀核（238 92U）衰变为铅核（20682Pb）的过程中，
要经过8次α衰变和10次β衰变
37
38
2.中国新一代人造太阳—世界领先的中国新一代热核聚变 装置EAST于2006年9月28日首次成功完成了放电实验， 获得电流200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电.据 了解，EAST装置是中国耗时8年、耗资2亿人民币自主设 计、自主建造而成的.EAST是一个近似圆柱形的大型物体， 高约12米、直径约5米，它由特种不锈钢建成，内部是环 形的真空室，真空室内有线圈.根据以上信息可知 （ ABD ） A.核反应原理是氘核的原子在装置中聚变成氦核，同时释 放出大量的能量 B.线圈的作用是能够产生磁场使氘核等带电粒子在磁场中 旋 转而不溢出装置 C.这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所使用的核装置的 核反应原理相同 D.这种装置可以控制热核反应的速度，使聚变能够缓慢而 稳定地释放能量
40
41
4.1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮核的实验.实验装置如 图5－3－4所示：一个密封的箱子，顶端有两个带阀门的 通气孔P和Q，右端开一个小窗孔M，并用铝箔封住小窗 孔，在小窗孔的右侧安装有荧光屏N，箱子内的左端安装 有α粒子放射源A.当通过通气孔P将箱内抽成真空时，发现 α粒子能够穿过铝箔打到荧光屏上，使荧光屏上产生闪烁 的亮点；增加铝箔的厚度，使荧光屏上恰好没有闪烁的亮 点；然后通过气孔Q向箱内通入少量氮气，结果发现荧光 屏上又出现了闪烁的亮点，说明又有射线穿过铝箔；若在 铝箔和荧光屏之间加上垂直于纸面向里的匀强磁场，这些 亮点纷纷向上偏移.推理可知，此时穿过 铝箔的射线（ D ）
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要经过8次α衰变和10次β衰变
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2.中国新一代人造太阳—世界领先的中国新一代热核聚变 装置EAST于2006年9月28日首次成功完成了放电实验， 获得电流200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电.据 了解，EAST装置是中国耗时8年、耗资2亿人民币自主设 计、自主建造而成的.EAST是一个近似圆柱形的大型物体， 高约12米、直径约5米，它由特种不锈钢建成，内部是环 形的真空室，真空室内有线圈.根据以上信息可知 （ ABD ） A.核反应原理是氘核的原子在装置中聚变成氦核，同时释 放出大量的能量 B.线圈的作用是能够产生磁场使氘核等带电粒子在磁场中 旋 转而不溢出装置 C.这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所使用的核装置的 核反应原理相同 D.这种装置可以控制热核反应的速度，使聚变能够缓慢而 稳定地释放能量
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4.1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮核的实验.实验装置如 图5－3－4所示：一个密封的箱子，顶端有两个带阀门的 通气孔P和Q，右端开一个小窗孔M，并用铝箔封住小窗 孔，在小窗孔的右侧安装有荧光屏N，箱子内的左端安装 有α粒子放射源A.当通过通气孔P将箱内抽成真空时，发现 α粒子能够穿过铝箔打到荧光屏上，使荧光屏上产生闪烁 的亮点；增加铝箔的厚度，使荧光屏上恰好没有闪烁的亮 点；然后通过气孔Q向箱内通入少量氮气，结果发现荧光 屏上又出现了闪烁的亮点，说明又有射线穿过铝箔；若在 铝箔和荧光屏之间加上垂直于纸面向里的匀强磁场，这些 亮点纷纷向上偏移.推理可知，此时穿过 铝箔的射线（ D ）
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核能的利用PPT精品课件
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红 薯
人 参
可食用的茎、叶
块 茎 土 豆
——
——
鳞 茎 洋 葱
根 状 茎 藕
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肉 质 茎 仙 人 掌
大 白 菜
可食用的花
草 莓
桑 葚
可食用的果实、种子
花 生
苹 果
小 麦
美 国 红 提
石 榴
小麦、玉米和水稻是人类的主要食物。
动物的食物来源于绿色植物
核能→内能→核反应过程中有一种肉眼看不到的 射线放出，这就是放射线。如α射线、 β射线、γ射线。
2、放射线的利弊：
绿色植物是食物之源
本节目标
1 举例说出人类的食物直接或间接地来 源于绿色植物。
2 举例说出动物的食物直接或间接地来 源于绿色植物。
谷类
常见食物 米饭
第 8 节 核能的利用
第 8 节 核能的利用
一、核能
1、概念:原子核是可以改变的,核变化时可能会释 放出巨大的能量,这种能量简称为核能。
2、获得核能的两种途径： 重核裂变：
轻核聚变：
重核裂变：质量较大的原子核在中子轰击下分
裂成2个新原子核，并释放出能量 的过程。 链式反应
不可控的链式反应：原子弹
链式反应
轻核聚变：在核结超合温成度质下量，较2个大质的量新较核小，的同原时子
释放出能量的过程。氢弹是根据 聚变的原理制造的。
二、核能的和平利用——核电站
二、核能的和平利用——核电站
1、工作流程：利用原子核裂变时产生的大量热量， 水变成蒸汽，推动汽轮机运转，再 带动发电机发电的。
2、核电站中发生的能量转化：
豆类及其制品 蔬菜、水果类
直接来源
人教版高中物理复习课件-核反应 核能的利用
►深化拓展◄
1．熱核反應在宇宙中是很普遍的，太陽內部和許 多恒星內部，溫度高達107 K以上，熱核反應在那 裏激烈地進行著．太陽每秒鐘輻射出來的能量約為 3.8×1026 J，就是熱核反應產生的．地球只接收了 其中的二十二億分之一，就使地面溫暖，萬物生 長．但是目前除了氫彈以外，人們還不能控制聚變 反應，所以還無法和平利用聚變時釋放的核能．
B.(a－E40 )c2
C.(a－e42 )E0
D.(a－aE40)c2
[解析] 设衰变过程产生的新核为 Y，则有abX→42He＋ab－ －42Y， Y 和 α 粒子组成的系统动量守恒且总动量为零，Y 和 α 粒子的动 量等大反向，则有： 2(a－4)EkY＝ 8E0，EkY＝(a4－E04)，系统获 得的总动能为 E0＋EkY＝(aa－E04)，由于衰变时产生的能量全部以 动能的形式释放出来，根据爱因斯坦的质能方程，Δmc2＝(aa－E04)， Δm＝(a－aE40)c2. [答案] D
►疑难详析◄ 核裂变23952U＋10n→9326Kr＋15461Ba＋310n 中反应前的中子和反
应后的中子有什么区别？ 铀裂变方程的左边事实上要求的中子的速度不能很大，
称为“慢中子”，而右边生成的中子速度却是很大的，称为 “快中子”．因此实际反应堆中用石墨或重水使裂变中产生 的中子减速，以便被铀 235 吸收．保证链式反应顺畅进行．
(4)熱核反應：聚變反應需要輕核間距離在10－15 m 內才能發生，因此聚變反應要求在超高溫下才能發 生，因此，聚變反應也叫做熱核反應．
(5)受控熱核反應：利用人工的方法控制熱核反應 稱為可控熱核反應．目前應用較多是磁約束與慣性 約束．
(6)太陽內部的熱核反應：太陽輻射能量來自太陽 內部的熱核反應．
2019年高考物理二轮复习专题讲义：原子物理 109.结合能和核能的利用
核反应和核能的利用一、核反应所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。
（注意：质量并不守恒。
） 核反应类型有衰变、人工转变、重核的裂变和轻核的聚变 1、衰变： α衰变：e H Th U 422349023892+→（核内He n H 42101122→+）β衰变：e Pa Th 012349123490-+→（核内e H n 011110-+→）+β衰变：e Si P 0130143015+→（核内e n H 011011+→）γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。
2、人工转变：H O He N 1117842147+→+（发现质子的核反应）n C He Be 101264294+→+（发现中子的核反应）n P He Al 103015422713+→+ e Si P 0130143015+→（人工制造放射性同位素）3、重核的裂变：n 3Kr Ba n U 109236141561023592++→+ 在一定条件下（超过临界体积），裂变反应会连续不断地进行下去，这就是链式反应。
4、轻核的聚变：n He H H 10423121+→+（需要几百万度高温，所以又叫热核反应） 二、核能——核反应中放出的能叫核能。
1．结合能由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体。
要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，,或者需要巨大的能量。
这表明要把原子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫做原子核的结合能.原子核越大，它的结合能越高,因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。
比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定. 2．质量亏损核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损。
3、爱因斯坦质能方程： E ＝mc 2物体所具有的能量跟它的质量成正比。
由于c 2这个数值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的。
高中物理3.5核能的利用课件新人教选修1_2
③235
92
U
是天然放射性元素,
常温下它的半衰期约为
45
亿年,升高温
度半衰期变短
以上说法中完全正确的有( )
A.①②③
B.②③
C.①③ D.①②
12345
解析: 由 92235U 的质量数和电荷数关系易知①正确。由核反应方程中 电荷数守恒和质量数守恒知②正确;半衰期不受外界因素干扰,故③
错误。故答案为 D。 答案:D
类型 核能的利用问题
【例题】 目前核电站利用的核反应是( )
A.裂变,核燃料为铀
B.聚变,核燃料为铀
C.裂变,核燃料为氘
D.聚变,核燃料为氘
点拨:核能的利用目前主要是利用核裂变反应中释放的核能。
解析:目前核电站是利用重核铀235裂变释放核能来发电。核反 应方程为 92235U+10n→15461Ba+3926Kr + 310n, 故选A 项。
一二三四
四、核能的多种用途 核能的主要用途是发电,还可以利用低温堆供热,作为航天器的 电源以及为海洋舰艇提供核动力。
核能的利用 原子弹杀伤力强大的原因是核能在极短时间内释放出来。核电
站是利用缓慢释放的核能来发电的,这是核能的和平利用,因此核 电站是可控的链式反应。现在世界上已有不少国家建有核电站,我 国已建成使用和正在建设的核电站必将为现代化的建设提供能源 保障。
五、核能的利用
1.知道核电站的组成和核反应堆。 2.了解核电的安全问题的处理方法。 3.知道核电在生活、生产中的应用。
一二三四
一、核电站 核电站的反应堆是热源,核电站的主要组成部分是常规岛和核岛。
一二三四
二、核电站的常规岛与核岛 核电站的发电系统与通常的热电厂相同,安装这些设备的区域叫 作常规岛。 核电站利用核反应堆来释放核燃料中的核能,安装反应堆的建筑 称为核岛。
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铁原子核中核子的平均质量最小,所以铁原子核最稳定.
凡是由平均质量大的核， 核子平均质量
生成平均质量小的核的
核反应都是释放核能的。
D E F CB
A
0
Fe
Z
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可以释 放能量，
1、重核的裂变：
（1）重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应， 称为裂变。
B．3m1 < m2
C．3m1 = m2
D． m1 = 3m2
14．2008年北京奥运会场馆设施采用很多太阳能技 术。太阳的能量来源于氢核的聚变，每次聚变反应
可以看作是4个氢核(
1 1
H
)结合成1个氦核(
4 2
He
)，同
时放出正电子(
0 1
e
)。已知氢核的质量为
m
，氦核的
p
质量为 m ，正电子的质量为 me ，真空中光速为c.
01n
X 3984Sr
210 n
则下列说法正确的是 ( ACD )
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．铀核裂变的产物是多种多样的，具有一定的偶 然性
D．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀
235
20．中子和质子结合成氘核时，质量亏损为△m， 相应的能量△E＝△mc2＝2.2 MeV是氘核的结合能。 下列说法正确的是（ A）D A．用能量小于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘 核不能分解为一个质子和一个中子 B．用能量等于2.2 Mev的光子照射静止氘核时，氘 核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之 和为零 C．用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘 核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之 和为零 D．用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘 核可能分解为一个质子 和一个中子，它们的动能之 和不为零
2．质量亏损
核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成 它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损。 3、爱因斯坦质能方程： E＝mc2 物体所具有的能量跟它的质量成正比。由于c2这个数 值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的。
4、核反应中由于质量亏损释放的能量：△E=△m c2
中等大小的核的比结合能最大（平均每个核子的质量 亏损最大），这些核最稳定。另一方面如果使较重的 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，这样可以释放 能量供人使用。
物体的质量减少了，它的能量也减少；物体的质量 增加了，它的能量也增加；不能错误地认为质量和 能量发生了相互转化。
三、释放核能的途径
凡是释放核能的核反应都有质量亏损。 核子组成不同的原子核时，平均每个核子的质量亏损 是不同的，所以各种原子核中核子的平均质量不同。
核子平均质量小的，每个核子平均放的能多。
以上两式中的各个物理量都必须采用国际单位。 在非国际单位里，可以用1u=931.5MeV。它表示1原子 质量单位的质量跟931.5MeV的能量相对应。
（3） 对质能方程的理解 一定的质量m总是跟一定的能量mc2对应。核子在 结合成原子核时的总质量减少了,相应的总能量也 要减少,根据能量守恒定律，减少的这部分能量不 会凭空消失，它要在核子结合过程中释放出去。 反过来,把原子核分裂成核子,总质量要增加，总能 量也要增加,增加的这部分能量也不会凭空产生,要 由外部来供给。能量总是守恒的,在原子核反应伴 随有巨大的放能和吸能现象。
15、下列说法正确的是 （ A ） A．γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转 B．β射线比α射线更容易使气体电离 C．太阳辐射的能量主要来源于重核裂变 D．核反应堆产生的能量来自轻核聚变
解析： γ射线中的γ 光子不带电，故在电场与磁场中都不 会发生偏转，A正确； α粒子的特点是电离能力很强，B错；
太阳辐射的能量主要来源于轻核的聚变，C错； 核反应堆产生的能量是来自于重核的裂变，D错．
场作用，能产生一对正负电子，请完成相应的反应
方程：
0 -1
e
10e
．
已 知 电 子 质 量 me=9.10×10-31kg ， 光 在 真 空 中 的 传 播速度为速为c=3.00×108m/s，则γ光子的能量至少
为 1.64×10-13J．
解： 核反应方程为： -10e10e
E 2mec2 2 9.1103191016 1.641013 J
③ M2v2 mv 0
v2 mv / M2 6.6103 m/s
14.一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同
时辐射一个 光子。已知质子、中子、氘核的质量
分别为m1、m2、m3,普朗克常量为h,真空中的光速 为c。下列说法正确的是 （ B ）
②减速剂。用石墨或重水（使裂变中产生的中子减速, 以便被铀235吸收）。
③控制棒。用镉做成（镉吸收中子的能力很强）。 ④冷却剂。用水或液态钠（把反应堆内的热量传输出 去用于发电，同时使反应堆冷却，保证安全）。
⑤水泥防护层。用来屏蔽裂变产物放出的各种射线。
2、轻核的聚变： (1) 两个轻核结合成质量较大的核,这样的反应叫做聚变 因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更 大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损， 所以平均每个核子释放的能量就更大
4、轻核的聚变：
2 1
H
13H
24He
01n
17.6MeV
（需要几百万度高温，所以又叫热核反应）
二、核能 ——核反应中放出的能叫核能。 1．结合能 由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固 的集合体。要把原子核拆散成核子，需要克服核力 做巨大的功，或者需要巨大的能量。这表明要把原 子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要 放出能量，这个能量叫做原子核的结合能. 原子核越大，它的结合能越高，因此有意义的是它 的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均 结合能。比结合能越大，表示原子核中核子结合得 越牢固，原子核越稳定。
3．太阳能来源于轻核的聚变，太阳中存在的主要元
素是氢,氢核的聚变反应可以看作是4个氢核（
1 1
H
）
结合成1个氦核（
4 2
He
）．下表中列出了部分粒子的
质量（取1uc2=931.5MeV）
粒子名称 质子p 粒子 电子e 中子n
质量 / u 1.0073 4.0015 0.00055 1.0087 以下说法中正确的是（ A C D ）
② 一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能 量?（结果保留四位有效数字）
解： ① 411 H 24He 210 e
② Δm = 4mP－ mα－2me = 4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u
= 0.0267 u
ΔE = Δ mc2 = 0.0267 u×931.5MeV/u ＝24.86 MeV
如铀核裂变的一个方程：
U 235
92
01n
15461Ba
3962Kr
3
01n
（2）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，叫做核裂变的链式反应。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。铀核裂变 的产物不同，释放的能量也不同。
（3）核反应堆 目前的所有正式运行的核电站都是应用裂变发电的。 核反应堆的主要组成是： 反应堆示意图 ①核燃料。用浓缩铀(能吸收慢中子的铀235占3%~4%)
聚变需要几百万度高温，所以又叫热核反应。
(2) 聚变与裂变相比有很多优点
①轻核聚变产能效率高。 ②地球上聚变燃料的储量丰富。 ③是轻核聚变反应更为安全、清洁。
1、下图中有四幅图片，涉及到有关物理学发展历史 的四个重大发现，则下列的有关说法中,不正确的是: ( A)
A、X光是居里夫人最先发现的。 B、天然放射性是贝克勒尔最先发现的。 C、法拉第发现了磁生电的方法和规律。 D、为了维护世界和平，1964年10月16日,我国第一 颗原子弹爆炸成功．核能的利用得益于质能方程， 质能方程在世界上得到了的广泛应用，正影响着今 天的世界,因此被称为改变世界的方程。
12－3．（2）镭（Ra）是历史上第一个被分离出来
的放射性元素，已知
226 88
Ra能自发地放出α粒子而变成
新核Rn，已知的 28286质R量a 为M1=3.7533×10－25kg,新核
Rn 的 质 量 为 M2=3.6867×10 － 25kg ， α 粒 子 的 质 量 为
m=6.6466×10－27kg，现有一个静止的
1.现在太阳向外辐射的能量是由太阳内部氢核聚变产
生的，大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核
反应，其核反应方程为4 2源自He24He
24He
162
C
，
到那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应共同
产生的。已知的
4 2
He
质量为m1，
12 6
C
的质量为m2，
则下列判断正确的是（ A ）
A．3m1 > m2
到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（11 H ） 转化成一个氦核42（He ）和两个正电子（10 e ）并放出能 量.已知质子质量mP = 1.0073u，α粒子的质量mα = 4.0015u，电子的质量me = 0.0005u． 1u的质量相当于 931.MeV的能量．
① 写出该热核反应方程；
下列关于氢核聚变的说法正确的是 ( A C )
A．核反应方程为 411H 24He 210e
B．核反应方程为 411H 24He 10e
C．每次核反应所释放的能量为( 4mp m 2me )c2 D．每次核反应所释放的能量为 ( 4mp m me )c2