四、裂變和聚變 (2)

1、4.裂變和聚變第三章 核能人教版選修1-2第3章第4節(jié)單位：撫順德才高級(jí)中學(xué)主講人：曹瑩瑩教學(xué)目標(biāo) 知道重核的裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及條件。 知道核反應(yīng)堆和核電站。知道輕核聚變1、核裂變 物理學(xué)中把重核分裂成兩個(gè)較輕的核時(shí)，釋放出核能的反應(yīng)叫做核裂變裂變+鈾、釷、钚核裂變與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)鈾核裂變（核反應(yīng)方程）一般來說，一個(gè)鈾核裂變要放出23個(gè)中子。這些中子又會(huì)引起新的裂變、釋放更多的能量鏈?zhǔn)椒磻?yīng)鈾塊的大小是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能否進(jìn)行的重要因素。通常把裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界體積一個(gè)鈾235核裂變時(shí)釋放的能量如果按200Mev估算，1kg鈾235全部裂變時(shí)放出的能量相當(dāng)于280

2、0t標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒時(shí)釋放的化學(xué)能鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的應(yīng)用原子彈美國原子彈突襲廣島和長崎造成了巨大的毀傷在長崎投擲的原子彈爆炸后形成的蘑菇狀云團(tuán)，爆炸產(chǎn)生的氣流、煙塵直沖云天，高達(dá)12英里多廣島市區(qū)80%的建筑化為灰燼，64000人喪生，72000人受傷，傷亡總?cè)藬?shù)占全市總?cè)丝诘?3%長崎市60%的建筑物被摧毀，傷亡共86000人，占全市37% 鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的應(yīng)用原子彈在山田須磨子（一位當(dāng)年的爆炸目擊者）的一幅畫：在遙遠(yuǎn)的廣島上空，原子彈爆炸后發(fā)出彩虹一般絢麗的光芒 核電站吸收中子，控制反應(yīng)速率使中子減速石墨、重水和普通水用來屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線動(dòng)畫：重核裂變2、核聚變和受控核熱反應(yīng) 把兩個(gè)輕核聚合成較

3、重的核時(shí)，釋放出核能的反應(yīng)叫做核聚變聚變+氘、氚使氫核發(fā)生聚變，必須使它們的距離十分近，達(dá)到10-15m的近距離核聚變與熱核反應(yīng)核聚變是指由輕核，主要是指氘或氚核，在一定條件下（如超高溫高壓），發(fā)生聚合作用，生成新的重核，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)，這種反應(yīng)又叫熱核反應(yīng)裂變和聚變相比有很多優(yōu)點(diǎn)第一、輕核聚變產(chǎn)能效率高。也就是說，相同質(zhì)量的核燃料，聚變反應(yīng)中產(chǎn)生的能量比較多。第二、地球上聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量豐富。每升水中含有0.03g氘，地球上的河流、湖泊，海洋等有138.6億億立方米的水，大約有40多萬億噸氘。反應(yīng)中所用的氚可以利用鋰來制取。地球上的鋰的儲(chǔ)量有2000億噸，用來制取氚足以滿足

4、聚變的需要。第三，輕核聚更為安全、清潔。實(shí)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)就自動(dòng)終止了。另外，氘和氚聚變反應(yīng)中產(chǎn)生的氦是沒有放射性的，放射性廢物主要是泄露的氚，以及聚變時(shí)放出的中子、質(zhì)子生成的放射性固體廢物，比裂變所生成的廢物的數(shù)量少容易處理。熱核反應(yīng)在宇宙中是很普遍的現(xiàn)象，在太陽和許多恒星內(nèi)部，溫度都高達(dá)1千萬攝氏度以上，在那熱核反應(yīng)激烈地進(jìn)行著人工的熱核反應(yīng)可以通過原子彈爆炸時(shí)產(chǎn)生的高溫來達(dá)到，氫彈就是這樣制成的課堂小結(jié)1. 核裂變：2. 核聚變：鈾核裂變（核反應(yīng)方程）課堂練習(xí)1、水（包括海水）是未來的“煤炭”，能從根本上解決人類能源問題。這是指 （填“氫能”、“核能”、“氫能和核能”）和利用。答案：核能和氫能因?yàn)楹Ｋ泻写罅亢司圩兊牟牧想?，通過核聚變能夠釋放大量的核能。氫能有便于儲(chǔ)存與運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，也可以為解決能源問題做出貢獻(xiàn)。課堂練習(xí)2、下列核反應(yīng)中，表示核裂變的是()A.UThHe B.UnBaKr3nC.PSie D.NHeOH3、一個(gè)鈾235吸收一個(gè)中子后發(fā)生的反應(yīng)式是UnXeSr10n，放出的能量為E，鈾235核的質(zhì)量為M，中子的質(zhì)量為m，氙136核的質(zhì)量為m1，鍶90核的