《7核聚變》教學(xué)設(shè)計(jì)(江蘇省市級(jí)優(yōu)課)x-物理教案

19.6核裂變核聚變【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道重核的裂變反應(yīng)和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生的條件.2.掌握核聚變的定義及發(fā)生條件.3.會(huì)判斷和書寫核裂變、核聚變方程，能計(jì)算核反應(yīng)釋放的能量．【學(xué)習(xí)過程】一、核裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)1.什么是重核的裂變？和放射性元素的衰變有何區(qū)別？2.重核的裂變是吸收能量還是釋放能量？如何計(jì)算？【例1】用中子轟擊鈾核(eq\o\al(235,92)U)，其中的一個(gè)可能反應(yīng)是分裂成鋇(14156Ba)和氪(eq\o\al(92,36)Kr)兩部分，放出3個(gè)中子．各個(gè)核和中子的質(zhì)量如下：mU＝390.3139×10－27kg，mn＝1.6749×10－27kg；mBa＝234.0016×10－27kg，mKr＝152.6047×10－27kg（1）試寫出核反應(yīng)方程，求出反應(yīng)中釋放的核能．（2）試計(jì)算1kg鈾235全部裂變時(shí)所釋放的能量？（3）1噸優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒釋放的能量為E1=3×1010J,計(jì)算1kg鈾235全部裂變時(shí)所釋放的能量相當(dāng)于多少噸優(yōu)質(zhì)煤？3.什么是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)？鏈?zhǔn)椒磻?yīng)要發(fā)生需要滿足什么條件？【例2】關(guān)于重核的裂變，下列說(shuō)法正確的是()A．核裂變釋放的能量等于它俘獲中子時(shí)得到的能量B．中子從鈾塊中通過時(shí)，一定發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)C．重核裂變釋放出大量的能量，產(chǎn)生明顯的質(zhì)量虧損，所以核子數(shù)減少D．由于重核的核子平均質(zhì)量大于中等質(zhì)量核的核子平均質(zhì)量，所以重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的核時(shí)，要發(fā)生質(zhì)量虧損，放出核能二、核電站閱讀教材85頁(yè)回答：核反應(yīng)堆有哪些部分構(gòu)成？它們的作用是什么？思考：慢化劑是加速核反應(yīng)速度還是減慢核反應(yīng)速度？【例3】如圖是慢中子反應(yīng)堆的示意圖，對(duì)該反應(yīng)堆的下列說(shuō)法中正確的是（）A．鈾235容易吸收快中子后發(fā)生裂變反應(yīng)B．快中子跟慢化劑的原子核碰撞后的能量減少，變成慢中子，慢中子容易被鈾235俘獲而引起裂變反應(yīng)C．控制棒由鎘做成，當(dāng)反應(yīng)過于激烈時(shí)，使控制棒插入淺一些，讓它少吸收一些中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度就會(huì)慢一些D．要使裂變反應(yīng)更激烈一些，應(yīng)使控制棒插入深一些，使大量快中子碰撞控制棒后變成慢中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度就會(huì)快一些三、輕核的聚變1、什么是輕核的聚變？和人工核轉(zhuǎn)變有何區(qū)別？輕核的聚變需要滿足什么條件？2、體會(huì)聚變能量，說(shuō)明核聚變的優(yōu)點(diǎn)【例4】一個(gè)氘核(eq\o\al(2,1)H)和一個(gè)氚核(eq\o\al(3,1)H)結(jié)合成一個(gè)氦核(eq\o\al(4,2)He)，同時(shí)放出一個(gè)中子，已知氘核質(zhì)量為m1＝2.0141u，氚核質(zhì)量為m2＝3.0160u，氦核質(zhì)量為m3＝4.0026u，中子質(zhì)量為m4＝1.008665u，求：(1)寫出聚變的核反應(yīng)方程；(2)此反應(yīng)過程中釋放的能量為多少？平均每個(gè)核子釋放出多少核能？(3)鈾裂變中平均每個(gè)核子釋放能量約為0.85Mev，該反應(yīng)是它的幾倍？3、核聚變的利用【例5】據(jù)新華社報(bào)道，由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、研制的世界第一套全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(又稱“人造太陽(yáng)”)已完成了首次工程調(diào)試．下列關(guān)于“人造太陽(yáng)”的說(shuō)法正確的是()A．“人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB．“人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nC．根據(jù)公式E＝mc2可知，核燃料的質(zhì)量相同時(shí)，聚變反應(yīng)釋放的能量比裂變反應(yīng)大得多D．根據(jù)公式E＝mc2可知，核燃料的質(zhì)量相同時(shí)，聚變反應(yīng)釋放的能量與裂變反應(yīng)相同【當(dāng)堂反饋】1、下列關(guān)于核反應(yīng)方程及描述正確的是（）A.N+He→O+H是α衰變方程B.U+n→Xe+Sr+2n是核聚變方程C.H+H→He+n是α衰變方程D.He+Al→P+n是人工放射性的核反應(yīng)方程2、太陽(yáng)內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著四個(gè)質(zhì)子聚變?yōu)橐粋€(gè)氦核同時(shí)放出兩個(gè)正電子的熱核反應(yīng)，這個(gè)核反應(yīng)釋放出的大量能量就是太陽(yáng)的能源．(已知質(zhì)子質(zhì)量為mH＝1.0073u，氦核質(zhì)量為mHe＝4.0015