高中人教版 (2019)第五章 原子核4 核裂变与核聚变授课课件ppt

这是一份高中人教版 (2019)第五章 原子核4 核裂变与核聚变授课课件ppt，共31页。PPT课件主要包含了学习目标，一核裂变与链式反应，核电站，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
1、知道核裂变方程和链式反应2、知道反应堆的构成以及建立核电站的条件3、知道核聚变方程及受控热核反应的方案及难点
三　核聚变及受控热核反应
核裂变：比铁原子核重的一个重核分裂成两个较轻的核时，释放出核能的反应核聚变：比铁原子核轻的两个轻核聚合成一个较重的核时，释放出核能的反应
核裂变:重核分裂成质量较小的核，并释放核能的反应。
一、核裂变与链式反应
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 条件：每次裂变产生的中子，至少平均有一个能引发新的裂变 ①保证 的纯度←提纯 ②铀块的大小
临界体积:裂变物质能够发生链式反应的最小体积
如果 1 kg 铀全部裂变，它放出的能量就相当于 2800 t 标准煤完全燃烧时放出的化学能。
二战时期，美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤。在长崎投掷的原子弹爆炸后形成蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多，长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37% ；广岛市区80%建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口53%。
中国制造的第一颗原子弹于1964年10月16日在新疆罗布泊爆炸成功。
核反应堆：人工控制链式反应的装置
“两弹一星”元勋 历史将永远记住他们
原子核的链式反应也可以在人工控制下进行。这样，释放的核能就可以为人类的和平建设服务。其实，在第一个原子弹制成以前，科学家们已经实现了核能的可控释放。 1942年，美籍意大利物理学家费米就主持建立了世界上第一个称为“核反应堆”的装置，首次通过可控制的链式反应实现了核能的释放。
1.反应堆：通过可控制的链式反应来释放核能的装置。
①铀棒：由天然铀或浓缩铀(铀235的含量占2%～4%)制成，它是核反应堆的燃料。②石墨(或重水)：石墨(或重水)作为慢化剂，附着在铀棒周围，使反应生成的快中子变为慢中子，便于被铀235“捉”住，发生核裂变。③镉棒：主要作用是吸收中子，控制反应速度，所以叫作控制棒。④水泥防护层：屏蔽射线，防止放射性污染。
核心设施：浓缩铀制成的铀棒
减速剂：石墨、重水或普通水， 用于减小中子的速度。
控制棒：镉棒，用于吸收中子， 控制核反应的快慢。
三、核聚变及受控热核反应
核聚变：某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核的核反应
三、核聚变及受控热核反应
热核反应： 理论上，物质达到几百万摄氏度以上的高温时，小部分原子核就具有足够的动能，能够克服相互间的库仑斥力，在互相碰撞中接近到可以发生聚变的程度.因此，核聚变又叫作热核反应.
受控热核反应——核聚变的利用热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。（1）轻核聚变产能效率高（2）地球上聚变燃料的储量丰富 每升水中就含有0.03g氘，地球上有138.6亿亿立方米的水，大约有40万亿吨氘。氚可以利用锂来制取，地球上锂储量有2000亿吨。 （3）轻核聚变更为安全、清洁 高温不能维持反应就能自动终止，聚变产生的氦是没有放射性的。废物主要是泄露的氚，高速中子、质子与其他物质反应生成的放射性物质，比裂变反应堆生成的废物数量少，容易处理。
①难点：地球上没有任何容器能够经受几百万开尔文的高温。②方案：科学家设想了两种方案，即磁约束和惯性约束。磁约束：带电粒子运动时在均匀磁场中会在洛伦兹力的作用而不飞散，因此有可能利用磁场来约束参加反应的物质。
①难点：地球上没有任何容器能够经受几百万开尔文的高温。②方案：科学家设想了两种方案，即磁约束和惯性约束。惯性约束：由于聚变反应的时间非常短，聚变物质因自身的惯性还来不及扩散就完成了核反应。在惯性约束下，可以用激光从各个方向照射参加反应的物质，使它们“挤”在一起发生反应
国际热核聚变实验堆（ITER）计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，建造约需10年，耗资50亿美元（1998年值）。ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克，俗称“人造太阳”。2003年1月，国务院批准我国参加ITER计划谈判，2006年5月，经国务院批准，中国ITER谈判联合小组代表我国政府与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同草签了ITER计划协定。这七方包括了全世界主要的核国家和主要的亚洲国家，覆盖的人口接近全球一半。
1.（多选）关于铀核裂变，下列说法正确的是（　　）A.铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B.铀核裂变时还能同时释放2~3个中子C.为了使裂变的链式反应容易进行，最好用铀235D.铀块的体积对产生链式反应无影响
2.关于核反应堆,下列说法不正确的是(　　 )A.铀棒是核燃料,裂变时释放核能B.镉棒的作用是控制反应堆的功率C.石墨的作用是吸收中子D.冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能
3.我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”（又被称为“人造太阳”）将在2020年投入运行，其所发生的可控核聚变方程是 已知 、 、 和X的质量分别为m1、m2、m3和m4，真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　）A．X是质子B．大亚湾核电站利用核聚变发电C．该核反应所释放的核能为D． 和 的结合能之和大于的结合能
解析：A．根据质量数和电荷数守恒可知，X是中子，A错误；B．大亚湾核电站是利用重核裂变来发电，B错误；C．根据质能方程，该核反应所释放的核能为C正确；D．比结合能大的原子核更稳定，一个氘核与一个氚核结合成一个核时，释放能量，则 更稳定，比结合能更大，核子数守恒，则 和 的比结合能之和小于 的比结合能，D错误。故选C。答案：C
4.利用重核裂变释放核能时选用铀235，主要因为（ ）A.它比较容易发生链式反应B.能自动裂变，与体积无关C.铀核比较容易分裂成为三部分或四部分，因而放出更多的核能D.铀 235 价格比较便宜，而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多