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1、物理选修选修3-5 人教版人教版新课标导学新课标导学新课标导学新课标导学第十九章原子核原子核第六节核裂变第六节核裂变返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版 学学 习习 目目 标标知道什么是裂知道什么是裂变了解了解铀核的裂核的裂变特点特点知道重核裂知道重核裂变能放出能量，知道能放出能量，知道链式反式反应了解核了解核电站的工作原理站的工作原理返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版 知知 识识 导导 图图1 1课课前前预预习习2 2课课内内探探究究3 3素素养养提提升升4 4课课堂堂达达标标5 5课课时时作作业业返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版课课 前前 预预 习习返回
2、导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版知识点知识点 1重核的裂变重核的裂变中等质量中等质量人为控制人为控制返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版1定义定义重重核核裂裂变产生生的的_使使裂裂变反反应一一代代接接一一代代继续下下去去的的过程程叫叫链式式反反应。2条件条件发 生生 裂裂 变 物物 质 的的 体体 积 大大 于于 _或或 裂裂 变 物物 质 的的 质 量量 大大 于于_。知识点知识点 2链式反应链式反应中子中子临界体积临界体积临界质量临界质量返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版1核电站的工作原理核电站的工作原理核核电站的核心是站的核心是_，其，其简化示意化示意图如
3、如图所示。各部分作用如下：所示。各部分作用如下：知识点知识点 3核电站核电站核反应堆核反应堆返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版(1)核核燃燃料料：反反应堆堆使使用用浓缩铀(铀235占占3%4%)制制成成_作作为核核燃燃料料，释放放_。(2)减减速速剂：用用_，使使裂裂变中中产生生的的中中子子减减速速，以以便便被被铀235吸收。吸收。(3)控制棒：由吸收中子能力很控制棒：由吸收中子能力很强强的的_制成，用以控制制成，用以控制_。(4)水泥防水泥防护层：反：反应堆外堆外层是很厚的是很厚的_，可防止射，可防止射线辐射出去。射出去。(5)热交交换器器：靠靠_和和_在在反反应堆堆内内外外的的
4、循循环流流动，把把产生的生的热量量传输出去。出去。铀棒铀棒核能核能石墨、重水和普通水石墨、重水和普通水镉镉反应速度反应速度水泥壁水泥壁水水液态金属钠液态金属钠返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版2核电站与火电站相比有何优缺点核电站与火电站相比有何优缺点(1)优点：点：核核电站消耗的燃料站消耗的燃料_。作作为核燃料的核燃料的铀、钍等在地球上的可采等在地球上的可采储量量_。火火电站站烧煤要放出很多煤要放出很多污染物，而核染物，而核电站放出的站放出的污染物要染物要_。(2)缺点：缺点：一旦核泄漏会造成一旦核泄漏会造成严重的重的_。核核废料料处理理_。很少很少很大很大少得多少得多核污染核污染
5、比较困难比较困难返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版判一判判一判(1)只要铀块的体积大于临界体积，就可以发生链式反应。只要铀块的体积大于临界体积，就可以发生链式反应。()(2)中子从铀块中通过时，一定发生链式反应。中子从铀块中通过时，一定发生链式反应。( )(3)重重核核裂裂变变释释放放出出大大量量能能量量，产产生生明明显显的的质质量量亏亏损损，所所以以核核子子数数要要减减小小。()(4)核反应堆是通过调节中子数目以控制反应速度。核反应堆是通过调节中子数目以控制反应速度。( )(5)核反应堆用过的核废料无毒无害。核反应堆用过的核废料无毒无害。( ) 返回导航第十九章原子核物理 选修3
6、-5 人教版选一选选一选山山东东荣荣成成石石岛岛湾湾核核电电站站总总装装机机规规模模400万万千千瓦瓦。核核电电站站与与火火电电站站相相比比较较，下下列说法错误的是列说法错误的是( )A核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量B就可采储量来说，地球上核燃料资源远大于煤炭就可采储量来说，地球上核燃料资源远大于煤炭C在经济效益方面核电与火电不相上下在经济效益方面核电与火电不相上下D核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理解解析析：核核燃燃料料释释放放的的能能量量远远大大于于相相等等质质量量的
7、的煤煤放放出出的的能能量量，A正正确确；就就可可采采储储量量所所提提供供的的能能量量来来说说，远远大大于于煤煤炭炭所所能能提提供供的的能能量量，而而不不是是采采储储量量，B错错误误；在在经经济济效效益益方方面面核核电电与与火火电电不不相相上上下下，C正正确确；核核电电站站是是有有污污染染的的，核核反反应应堆堆用用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理，过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理，D正确。正确。B返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版想一想想一想如图为核裂变示意图。如图为核裂变示意图。(1)重核裂变是一种天然现象吗？重核裂变是一种天然现象吗？(2)只要有中子轰击铀块就可以
8、产生链式反应吗？只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗？答案：答案：(1)不是不是(2)不能不能解解析析：重重核核的的裂裂变变不不能能自自发发地地进进行行，只只能能发发生生在在人人工工控控制制的的核核反反应应中中，只只有达到链式反应的条件时，才会发生重核的裂变。有达到链式反应的条件时，才会发生重核的裂变。返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版课课 内内 探探 究究返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版1964年年10月月16日日，中中国国第第一一颗原原子子弹在在罗布布泊泊的的荒荒漠漠上上爆爆炸炸成成功功，其其爆爆炸炸力力相相当当于于1.8万万吨吨TNT炸炸药。爆爆炸炸时安安放放
9、原原子子弹的的钢塔塔全全部部熔熔化化，在在半半径径400m的的范范围内内，沙沙石石都都被被烧成成黄黄绿色色的的玻玻璃璃状状物物质，半半径径1600m范范围内内所有所有动植物全部死亡植物全部死亡探究一重核的裂变及链式反应探究一重核的裂变及链式反应返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版(1)巨大的核能是从哪里来的？巨大的核能是从哪里来的？(2)在利用重核裂在利用重核裂变制成的原子制成的原子弹中，需不需要用中，需不需要用镉制成的控制棒？制成的控制棒？提示：提示：(1)铀核的裂核的裂变(2)不需要不需要返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版
10、2链式反应的条件链式反应的条件(1)要有足要有足够浓度的度的235U(2)要有足要有足够数量的慢中子数量的慢中子(3)铀块的体的体积要大于要大于临界体界体积3裂变反应的能量裂变反应的能量铀核核裂裂变为中中等等质量量的的原原子子核核，发生生质量量亏亏损，所所以以放放出出能能量量。一一个个铀235核核裂裂变时释放放的的能能量量如如果果按按200MeV估估算算，1kg铀235全全部部裂裂变放放出出的的能能量量相相当当于于2800t标准煤完全燃准煤完全燃烧时释放的能量，裂放的能量，裂变时能能产生几百万度的高温。生几百万度的高温。返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版关于重核裂变，下列说法正确的
11、是关于重核裂变，下列说法正确的是( )A重核裂变成中等核要吸收能量重核裂变成中等核要吸收能量B中子进入铀块中时，一定能发生链式反应中子进入铀块中时，一定能发生链式反应C重核裂变过程中质量数减少重核裂变过程中质量数减少D较较重重的的核核分分裂裂成成中中等等大大小小的的核核，核核子子的的平平均均结结合合能能会会增增加加，可可以以释释放放出出核能核能典例典例 1D返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版解解析析：中中等等大大小小的的原原子子核核的的平平均均结结合合能能最最大大，这这些些核核最最稳稳定定。如如果果使使较较重重的的核核分分裂裂成成中中等等大大小小的的核核，核核子子的的平平均均结结合
12、合能能会会增增加加，可可以以释释放放出出能能量量。由由此此知知A错错误误，D正正确确；当当一一个个中中子子引引起起一一个个铀铀核核的的裂裂变变后后，放放出出中中子子，放放出出的的中中子子如如果果能能引引起起其其他他铀铀核核裂裂变变，链链式式反反应应才才能能进进行行，B错错误误；核核反反应应满满足足电电荷荷数数守守恒恒和质量数守恒，和质量数守恒，C错误。错误。返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版AC返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版如如图所示所示为核核电站工作流程示意站工作流程示意图(1)核核电站的核心站的核心设施是什么？施是什么？(2)核核电站站是是如如何何实现能能量量的
13、的转化化与与转移移的的？提示：提示：(1)核核电站的核心站的核心设施是核反施是核反应堆。堆。(2)通通过热交交换器器将将核核反反应中中产生生的的热量量输送出来，推送出来，推动汽汽轮机工作。机工作。探究二核电站探究二核电站返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版核反应堆核反应堆原原子子核核的的链链式式反反应应可可以以在在人人工工控控制制下下进进行行，使使核核能能较较平平缓缓地地释释放放出出来来，这这样样释释放放的的核核能能就就可可以以为为人人类类的的和和平平建建设设服服务务，裂裂变变反反应应堆堆的的结结构构和和工工作作原原理理如如下表所示：下表所示：返回导航第十九章原子核物理 选修3-5
14、人教版特特别别提提醒醒：在在利利用用核核反反应应堆堆发发电电时时，一一定定要要注注意意安安全全防防护护，历历史史上上曾曾经经有有过核电站泄漏事故。过核电站泄漏事故。返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版典例典例 2BC返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版解题指导：解题指导：深入理解核反应堆的工作原理，是处理该类问题的关键。深入理解核反应堆的工作原理，是处理该类问题的关键。解解析析：根根据据铀铀235的的特特点点，它它更更容容易易吸吸收收慢慢中中子子而而发发生生裂裂变变，A错错误误；在在反反应应堆堆中中减减速速剂剂的的作作用用就就是是减减少少快快中中子子能能量量从从而而更更易易
15、让让铀铀235吸吸收收裂裂变变，B正正确确；链链式式反反应应的的剧剧烈烈程程度度取取决决于于裂裂变变释释放放出出的的中中子子总总数数，镉镉控控制制棒棒可可以以吸吸收收中中子子，因因而而可可以以控控制制核核反反应应的的快快慢慢，即即插插入入的的深深，吸吸收收的的多多，反反应应将将变变慢慢，反反之之将将加加快，快，C正确，正确，D错误。错误。返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版对对点点训训练练2原原子子反反应堆堆是是实现可可控控制制的的重重核核裂裂变链式式反反应的的一一种种装装置置，它主要由四部分它主要由四部分组成，它成，它们是是()A原子燃料、慢化原子燃料、慢化剂、冷却系、冷却系统和控
16、制和控制调节系系统B原子燃料、慢化原子燃料、慢化剂、发热系系统和和传热系系统C原子燃料、慢化原子燃料、慢化剂、碰撞系、碰撞系统和和传热系系统D原子燃料、中子源、原子能存聚系原子燃料、中子源、原子能存聚系统和和输送系送系统解解析析：原原子子反反应应堆堆是是实实现现可可控控制制的的重重核核裂裂变变链链式式反反应应的的一一种种装装置置，它它主主要要由原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统四部分组成，故由原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统四部分组成，故A正确。正确。A返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版素素 养养 提提 升升返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版1核能的应用核
17、能的应用原原子子弹杀伤力力强强大大的的原原因因是是核核能能在在极极短短时间内内释放放出出来来。核核电站站是是利利用用缓慢慢释放的核能来放的核能来发电，这是核能的和平利用。是核能的和平利用。2核能的计算核能的计算(1)若以若以kg为质量量亏亏损m的的单位，位，则计算算时应用公式用公式Emc2(2)若以原子若以原子单位位“u”为质量量亏亏损单位，位，则Em931.5MeV(3)两两种种方方法法计算算的的核核能能的的单位位分分别为“J”和和“MeV”，1MeV1106 1.61019J1.61013J核能的利用与计算核能的利用与计算返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版案案 例例返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版课课 堂堂 达达 标标返回导航第十九章原子核物理 选修3-5 人教版课课 时时 作作 业业
