人教版選修35核裂變、核聚變、粒子和宇宙 第1課時 學(xué)案.doc

19.6核裂變19.7核聚變19.8粒子和宇宙學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道聚變反應(yīng)的特點(重點)2了解聚變反應(yīng)的條件(難點)3知道輕核聚變能夠放出很多的能量，若能加以控制將為人類提供廣闊的能源前景4初步了解粒子物理學(xué)的基礎(chǔ)知識及恒星演化5了解、感受科學(xué)發(fā)展過程中蘊藏著的科學(xué)和人文精神.【知識補給】核裂變和核聚變一、核裂變1重核裂變（1）定義：質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過程。（2）典型的裂變反應(yīng)方程：（3）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程。（4）臨界體積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積及相應(yīng)的質(zhì)量。2核裂變的應(yīng)用：原子彈、核電站（核反應(yīng)堆）。3核電站（1）核燃料：鈾棒（其中的）（2）慢化劑：使快中子減速成為慢中子（熱中子），被鈾核俘獲，發(fā)生核裂變。常用慢化劑：石墨、重水、普通水（輕水）。慢化劑的原子核質(zhì)量數(shù)應(yīng)較小，以使中子與其碰撞后有較好的減速效果。使用石墨作為慢化劑是因為其不吸收中子，重水中的氘不易吸收中子，普通水中的氫核容易吸收中子。在可以制造高濃度的核燃料后，慢化劑一般使用普通水。（3）控制棒：調(diào)節(jié)中子數(shù)目，控制反應(yīng)速度。鎘吸收中子的能力很強，當(dāng)反應(yīng)過于激烈時，將鎘棒插入深些，以多吸收中子，減緩鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度。（4）防護層：很厚的水泥防護層。（5）水或液態(tài)金屬鈉等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去，同時冷卻反應(yīng)堆。（6）反應(yīng)堆放出的熱使水變成水蒸氣，推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。二、核聚變1輕核聚變（1）定義：兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的核反應(yīng)。（2）要使輕核發(fā)生聚變，必須把它們加熱到很高的溫度，使原子核具有足夠的動能克服庫侖斥力。因此，聚變又叫熱核反應(yīng)。（3）典型的聚變反應(yīng)方程：（4）恒星就是一個巨大的熱核反應(yīng)堆。2聚變與裂變相比的優(yōu)點（1）輕核聚變產(chǎn)能效率高。（2）地球上聚變?nèi)剂系膬α控S富。（3）輕核聚變更為安全、清潔。實現(xiàn)核聚變需要高溫，一旦出現(xiàn)故障，高溫不能維持，反應(yīng)即自動終止。聚變反應(yīng)堆比裂變反應(yīng)堆生成的廢物數(shù)量少，容易處理。3受控?zé)岷朔磻?yīng)（1）產(chǎn)生高溫的兩種方案：磁約束和慣性約束。（2）環(huán)流器（托卡馬克，tokamak）利用帶電粒子在強磁場中受到的洛倫茲力約束反應(yīng)物的性能最好的裝置。能在短時間內(nèi)實現(xiàn)受控?zé)岷朔磻?yīng)，尚無法投入實用。練習(xí)題：下列說法中正確的是a太陽是宇宙的中心b太陽系中只存在太陽和它的八大行星c太陽系由太陽和若干行星及它們的衛(wèi)星和彗星組成d以上說法都正確熱核反應(yīng)是一種理想能源的原因是a就平均每一個核子來說，熱核反應(yīng)比重核裂變時釋放的能量多b對環(huán)境的放射性污染較裂變輕，且較容易處理c熱核反應(yīng)的原料在地球上儲量豐富d熱核反應(yīng)的速度容易控制現(xiàn)在科學(xué)家正在設(shè)法尋找“反物質(zhì)”。所謂“反物質(zhì)”是由“反粒子”組成的，則反粒子的符號是a he bhe che dhe核電站的核能來源于核的裂變，下列說法中正確的是a原子核中有92個質(zhì)子、143個中子b的一種可能的裂變反應(yīng)方程式為c是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度半衰期縮短d反應(yīng)后的核廢料已不具有放射性，不需要進一步處理前不久，新華社評出2017年國際十大新聞：朝鮮核導(dǎo)試驗半島局勢趨緊列第五。有關(guān)核反應(yīng)方程，下列說法正確的是auth+he屬于衰變bn+heo+h是衰變c核反應(yīng)方程pox+he中的，x的中子個數(shù)為128d鈾核裂變的核反應(yīng)為uba+kr+2n“超導(dǎo)托卡馬克”（east）是我國自行研制的可控?zé)岷朔磻?yīng)實驗裝置。設(shè)該實驗反應(yīng)前氘核（）的質(zhì)量為m1，氚核（）的質(zhì)量為m2，反應(yīng)后氦核（）的質(zhì)量為m3，中子（）的質(zhì)量為m4，真空中光速為c。下列說法中不正確的是a這種裝置中發(fā)生的核反應(yīng)方程式是b由核反應(yīng)過程質(zhì)量守恒可知m1+m2=m3+m4c核反應(yīng)放出的能量等于(m1+m2m3m4)c2d這種裝置與我國大亞灣核電站所使用核裝置的核反應(yīng)原理不相同我國科學(xué)家研制“兩彈”所涉及的基本核反應(yīng)方程有：（1）nsrxen（2）hen關(guān)于這兩個方程的下列說法，正確的是a方程（1）中k10，方程（2）中d1b方程（2）是氫彈涉及的核反應(yīng)方程c方程（1）屬于輕核聚變 ）d方程（2）屬于衰變【參考答案】ab【試題解析】由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知（1）235+1=90+136+k，得k=10，（2）2+3=4+d，得d=1，故a正確；（1）屬于重核裂變，是原子彈的一個反應(yīng)方程式；（2）屬于輕核聚變，是氫彈涉及的核反應(yīng)方程。故b正確?！緟⒖即鸢浮縞 太陽系中以太陽為中心，有行星繞太陽運行，有的行星還有衛(wèi)星，除此外還有2 000多顆比較小的小行星和彗星等，所以敘述較完整的是c項。【名師點睛】太陽系（solar system）就是我們現(xiàn)在所在的恒星系統(tǒng)。它是以太陽為中心，和所有受到太陽引力約束的天體的集合體：8顆行星冥王星已被開除、至少165顆已知的衛(wèi)星，和數(shù)以億計的太陽系小天體。ab 原子核中有92個質(zhì)子、143個中子，a正確；的一種可能的裂變反應(yīng)方程式為，b正確；是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度后半衰期不變，c錯誤；反應(yīng)后的核廢料具有放射性，還需要進一步處理，d錯誤。a 衰變是重核自發(fā)的放出粒子的天然放射現(xiàn)象，其中粒子是，故a正確；是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的原子核人工轉(zhuǎn)變，故b錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒：y=2104=206，x中中子個數(shù)為20682=124，故c錯誤；鈾核裂變屬于重核裂變，不能自發(fā)進行，鈾核裂變的核反應(yīng)為，故d錯誤。b 可控?zé)岷朔磻?yīng)裝置中發(fā)生的核反應(yīng)方程式是，a正確；核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒，但