高中物理人教版选修1-2课件:3.4 裂变和聚变

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人教版高中物理选修1-2课件第三章第四节第五节

人教版高中物理选修1-2课件第三章第四节第五节

六、核能的多种用途 1.利用核能的主要途径是_发__电__.
2.在能源结构上,用于供暖等低温用热占总热 耗量的 50%左右. 3.核能源可以低功率长期供电,作为航天器的 电源. 4.核动力已经广泛应用于海洋舰艇.
要点探究讲练互动
裂变和聚变的比较
反应方式 比较项目
重核裂变
轻核聚变
释放能量原理
重核分裂成两个 或多个中等质量 的原子核放出核
要消耗多少23952U.
解析:(1)根据裂变的生成物及核反应前后质量 数守恒、核电荷数守恒可写出核反应方程 23952U+10n→15461Ba+9326Kr+310n. 核反应中的质量亏损为
Δ m=235.0439 u-140.9139 u-91.8973 u-2 ×1.0087 u=0.2153 u. 根据质能方程可知每一个23952U 裂变所释放的能 量为 Δ E=Δ mc2=0.2153×931.5×106×1.6×10-19 J=3.21×10-11 J.
核电站
核电站是利用缓慢释放的核能来发电的,是 核能的和平利用.核电站的核心是裂变反应 堆. 核反应释放的能量大部分转化为内能,这时 通过水、液态钠或二氧化碳作冷却剂,在反 应堆内外循环流动,把内能传输出去,用于 推动汽轮机,使发电机发电从而实现了核能 →内能→电能的转换.
发生裂变反应时,会产生一些有危害的放射 性物质,很厚的混凝土防护层可以防止辐射 线射到外面.如图3-4-1所示.
(2)核电站一年产生的电能为
E=Pt=3×108×365×24×3600 J=9.46×1015 J.
每摩尔23952U 全部裂变所释放的能量为 E1=NA·Δ E. 所以每年消耗的23952U 的质量为
M

η

人教版高中物理选修1-2课件 3 裂变和聚变课件2

人教版高中物理选修1-2课件 3 裂变和聚变课件2
第三章 核 能
第四节 裂变和聚变
栏目 导引
第三章 核 能
目标导航
1.知道裂变、链式反应及链式反应的条件, 能根据裂变方程计算裂变放出的能量. 2.知道聚变和聚变反应的特点、条件. 3.会写聚变方程,能根据聚变方程计算放 出的能量.
栏目 导引
第三章 核 能
新知初探自学导引
一、核裂变 1.定义:使重核分裂成中__等__质量的原子核的核反 应. 2.链式反应:由重核裂变产生的中子继续与其他 重核发生_核__裂__变_,使核裂变反应一代接一代继续 下去的过程.
栏目 导引
第三章 核 能
对于很大的恒星来说,这一次坍缩会导致碳 元素的聚变.然而,由于太阳的质量不足以 产生碳聚变,这样它将变成一颗白矮星.随 着内部温度和光度的降低,最终变成一颗不 发光的黑矮星.
栏目 导引
要点探究讲练互动
第三章 核 能
裂变和聚变的比较
反应方式 比较项目
重核裂变
轻核聚变
释放能量原理
栏目 导引
第三章 核 能
解析:选BD.“两弹”指的是原子弹和氢弹, 原子弹的原理是铀核的裂变反应,氢弹的原 理是轻核的聚变反应,应满足质量数守恒和 电荷数守恒,故B、D正确.
栏目 导引
栏目 导引
第三章 核 能
3.临界体积和临界质量:裂变物质能够发生 链式反应的_最__小_体积叫做它的临界体积,相 应的_质__量_叫做临界质量.
栏目 导引
第三章 核 能
二、核聚变和受控热核反应 1.核聚变 (1)定义:由两个轻__核__结合成质量较大的核的反 应. (2)条件:核聚变反应必须在高__温__(达到几百万 摄氏度)下进行,因此聚变也叫热核反应. (3)特点:①产能效率_高__;②聚变燃料储量丰__富__; ③安全、清__洁__.

2024版重核的裂变高中物理选修教学课件PPT人教版

2024版重核的裂变高中物理选修教学课件PPT人教版
鼓励高中生关注重核裂变领域的科技前沿动态, 了解最新的研究成果和技术进展,培养对科学的 兴趣和热情。
培养跨学科思维和创新能力
重核裂变研究涉及多个学科领域的知识和技术, 高中生应注重培养跨学科思维和创新能力,尝试 从不同角度思考和解决问题。
树立正确的科学伦理观念
在学习重核裂变过程中,高中生应树立正确的科 学伦理观念,认识到科学研究的责任和义务,遵 守学术规范和道德准则。
国际合作与竞争的加剧
重核裂变研究具有全球性和战略性意义,未来国际间的合 作和竞争可能会更加激烈。各国需要加强交流和合作,共 同推动重核裂变研究的发展。
对高中生的学习建议与期望
打好基础,掌握基本概念和原理
高中生在学习重核裂变时,应首先打好基础,掌 握基本概念和原理,如原子核结构、放射性衰变 等。
关注科技前沿动态
生了裂变反应。
实验数据分析与结论
数据分析
通过对探测器记录的数据进行分析,可以得到裂变碎片的质量分布、能量分布以及 射线的类型和强度等信息。这些数据反映了重核裂变的特征和规律。
结论
根据实验数据分析结果,可以得出以下结论:重核在吸收中子后会发生裂变反应, 产生中等质量的碎片和射线;裂变反应释放大量能量,是核能利用的重要途径之一; 重核裂变的特征和规律可以通过实验手段进行研究和掌握。
工业应用
重核裂变产生的中子可用于材料改 性、无损检测等领域。此外,核裂 变技术还可应用于海洋资源开发、 太空探索等领域。
05
重核裂变的环保与伦理问题
放射性污染及其危害
放射性污染来源
重核裂变产生的放射性物质,如铀、钚等的裂变产物。
对环境的影响
放射性物质对大气、水体和土壤造成污染,通过食物 链影响生物和人类健康。

最新高中物理精品课件(完美版)核裂变与核聚变

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• 莉泽· 迈特纳(Lise Meitner)和奥多· 哈恩(Otto Hahn)同为 德国柏林威廉皇帝研究所(Kaiser Wilhelm Institute)的研究员。 作为放射性元素研究的一部分,迈特纳和哈恩曾经奋斗多年创造比 铀重的原子(超铀原子)。用游离质子轰击铀原子,一些质子会撞 击到铀原子核,并粘在上面,从而产生比铀重的元素。这一点看起 来显而易见,却一直没能成功。 • 他们用其他重金属测试了自己的方法,每次的反应都不出所 料,一切都按莉泽的物理方程式所描述的发生了。可是一到铀,这 种人们所知的最重的元素,就行不通了。整个20世纪30年代,没人 能解释为什么用铀做的实验总是失败。 • 从物理学上讲,比铀重的原子不可能存在是没有道理的。但 是,100多次的试验,没有一次成功。显然,实验过程中发生了他 们没有意识到的事情。他们需要新的实验来说明游离的质子轰击铀 原子核时究竟发生了什么。 • 最后,奥多想到了一个办法:用非放射性的钡作标记,不断 地探测和测量放射性的镭的存在。如果铀衰变为镭,钡就会探测到。 • 他们先进行前期实验,确定在铀存在的条件下钡对放射性镭 的反应,还重新测量了镭的确切衰变速度和衰变模式。这花了他们 三个月的时间。
• 裂变释放能量是因为原子核中质量-能量的储存方式以铁及相关元素(见核合成)的核 的形态最为有效。从最重的元素一直到铁,能量储存效率基本上是连续变化的,所以, 重核能够分裂为较轻核(到铁为止)的任何过程在能量关系上都是有利的。如果较重元素的 核能够分裂并形成较轻的核,就会有能量释放出来。然而,很多这类重元素的核一旦在 恒星内部形成,即使在形成时要求输入能量(取自超新星爆发),它们却是很稳定的。不稳 定的重核,比如铀-235的核,可以自发裂变。快速运动的中子撞击不稳定核时,也能触 发裂变。由于裂变本身释放分裂的核内中子,所以如果将足够数量的放射性物质(如铀235)堆在一起,那么一个核的自发裂变将触发近旁两个或更多核的裂变,其中每一个至 少又触发另外两个核的裂变,依此类推而发生所谓的链式反应。这就是称之为原子弹(实 际上是核弹)和用于发电的核反应堆(通过受控的缓慢方式)的能量释放过程。对于核弹, 链式反应是失控的爆炸,因为每个核的裂变引起另外好几个核的裂变。对于核反应堆, 反应进行的速率用插入铀(或其他放射性物质)堆的可吸收部分中子的物质来控制,使得平 均起来每个核的裂变正好引发另外一个核的裂变。 • 核裂变所释放的高能量中子移动速度极高(快中子),因此必须通过减速,以增加 其撞击原子的机会,同时引发更多核裂变。一般商用核反应堆多使用慢化剂将高能量中 子速度减慢,变成低能量的中子(热中子) 。商营核反应堆普遍采用普通水、石墨和较昂 贵的重水作为慢化剂。 • 核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。只有一些质量非常大的原子核像 铀、钍等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多 个质量较小的原子核,同时放出二个到三个中子和很大的能量,又能使别的原子核接着 发生核裂变……,使过程持续进行下去,这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变 时,释放出巨大的能量称为原子核能,俗称原子能。1克铀235完全发生核裂变后放出的 能量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量。比原子弹威力更大的核武器是氢弹,就是利用核 聚变来发挥作用的。核聚变的过程与核裂变相反,是几个原子核聚合成一个原子核的过 程。只有较轻的原子核才能发生核聚变,比如氢的同位素氘、氚等。核聚变也会放出巨 大的能量,而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程,它的 光和热就是由核聚变产生的。

物理选修【1-2】第3章-第4节《裂变和聚变》 pdf课件

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人教物理选修1-2课件:第三章本章优化总结

人教物理选修1-2课件:第三章本章优化总结

数守恒;c.能量守恒;d.动量守恒.
栏目 导引
第三章


2.天然放射性元素的两种衰变 -4 (1)α 衰变:AX→A-2 Y+4He. Z Z 2 A (2)β 衰变:AZ→Z+1Y+-0e. Z 1 (3)γ 射线是伴随着α 与β 衰变同时产生的.
栏目 导引
第三章


(4)三种射线的实质和特征. 种类 组成 γ射线 光子流(高频 高速氦核流 高速电子流 电磁波) 较强穿透几 最强穿透几 最弱用纸能 毫米厚的铝 厘米厚的铅 挡住 板 板 很强 较弱 很弱 α射线 β射线
X射线的发现

A Z 2 A Z A Z A- 4 Z- 2 A Z+ 1 4 2
-1
0

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第三章


专题归纳整合
衰变及其规律
栏目 导引
第三章


1.放射性元素的衰变 (1)原子序数大于83的原子核都是不稳定的, 它们能够自发地放射出某种粒子而衰变成新 的原子核. (2)衰变遵守以下规律:a.质量数守恒;b.电荷
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第三章
核ห้องสมุดไป่ตู้

A.X1→137Ba+1n 56 0 C.X3→137Ba+-0e 56 1
【精讲精析】
B.X2→131Xe+-0e 54 1 D.X4→131Xe+1p 54 1
根据核反应方程的质量数、电荷
数守恒知,131I的衰变为选项B,137Cs的衰变为 选项C,131I的中子数为131-53=78,137Cs的中 子数为137-55=82. 【答案】 B C 78 82
位是u,ΔE的单位是MeV.
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高中物理选修1-2:3.4 裂变和聚变

高中物理选修1-2:3.4 裂变和聚变

一二三
三、裂变与聚变的比较 1.原理不同 重核的裂变是重核裂变成几个质量较小的原子核,而聚变是几个 轻核聚变(结合)成质量较大的原子核。 2.放出能量的多少不同 聚变比裂变能放出更多的能量。
一二三
3.“燃料”的丰富程度不同 聚变所需要的“燃料”——氘在地球上非常丰富,1 L海水中大约 有0.03 g氘,如果用来进行热核反应,放出的能量约和燃烧300 L汽油 相当;而裂变燃料——铀在地球上储量有限,尤其是用于核裂变的 铀235,在铀矿中仅占0.7%,相比起来聚变的燃料——氘要丰富得多, 我国是一个“贫铀”国家,贮藏量不多。 4.两种反应的可控制性不同 裂变反应速度可以比较容易地进行人工控制,因此,现在国际上 的核电站都是利用裂变放出能量;而聚变反应的可控制性比较困难, 世界上许多国家都积极研究可控热核反应的理论和技术。
触类旁通完成如下核裂变反应方程
235 92
U+10n→3985
Sr+15349Xe
+
2
答案:10n
类型一 类型二
类型二 计算核聚变中释放的核能
【例题 2】 热核反应所进行的聚变过程是 12H + 13H → 24He +
10n, 反应原料氘( 12H)富存于海水中, 而氚( 13H)是放射性元素,
了反应,所以该核聚变中的质量亏损
Δm=
������ ������2
=
5×5.6×10-13 (3×108)2
kg=3.1×10-29
kg。
答案: (1)10n
4 2
He
(2)3.1×10-29 kg
类型一 类型二
题后反思和一切核反应一样,求核聚变中释放的核能,首先要正确 写出聚变方程,求出反应中的质量亏损,利用ΔE=Δmc2求得反应中 释放的核能。

人教版高中物理《裂变和聚变》优秀PPT

人教版高中物理《裂变和聚变》优秀PPT
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
现在的技术还不能控制热核反应。
热核反应和裂变反应相比较,具有许多优越性。
2万吨,试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压,致使一座30米高的铁塔被熔化为气体,并在地面上形成一个巨大的弹坑.
“小玩意儿”钚装药重6.
1千克,TNT当量2. 2、如何约束聚变所需的燃料; 1、地球上没有任何容器能够经受如此高的温度; 氦核的质量:mα=4.
第三页,共29页。
• 2、过程与方法 • (1)通过对核子平均质量与原子序数关系的理解,培养学生的逻辑推理能力及应用教学图
像处理物理问题的能力; • (2)通过让学生自己阅读课本,查阅资料,培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能
力。
• 3、情感、态度与价值观
• (1)激发学生热爱科学、探求真理的激情,树立实事求是的科学态度,培养学生基本的科 学素养,通过核能的利用,思考科学与社会的关系;
H
3 1
H
4 2
He
1 0
n
氘核的质量:mD=2.014102u
氚核的质量:mT=3.016050u
氦核的质量:mα=4.002603u
中子的质量:mn=1.008665u
第二十页,共29页。
2、发生聚变的条件:
使原子核间的距离达到10-15m
3、实现的方法有:
1)用加速器加速原子核; 不经济 2)把原原子子核核加加热热到到很很高高的的温温度度;;
第十七页,共29页。
二、核聚变
1 、 轻核的聚变(热核反应)
某些轻核能够结合在一起,生成一个较大的原子核,这种核反 应叫做聚变。
第十八页,共29页。
轻核的聚变:
2 1
H

人教版选修1《裂变和聚变》说课稿

人教版选修1《裂变和聚变》说课稿

人教版选修1《裂变和聚变》说课稿一、教材简介《裂变和聚变》是人教版选修1中的一篇科普文章,主要介绍了核裂变和核聚变这两种不同的核反应方式及其在能源领域的应用。

通过本课的学习,学生将进一步了解核能的基本概念、核裂变和核聚变的特点,以及核能在能源开发中的重要作用。

二、教学目标1. 知识与能力•通过阅读文章,了解核裂变和核聚变的概念及其区别;•理解核反应的基本过程及其在能源领域的应用;•掌握核能的定义、特点以及相关术语的基本含义;•能够分析和比较核裂变和核聚变在能源开发中的优缺点。

2. 过程与方法•学生自主思考和探索,培养独立思考和解决问题的能力;•合作小组讨论,培养学生的团队合作精神和口头表达能力;•利用多媒体资源,帮助学生更好地理解和掌握核能的相关知识。

3. 情感态度价值观•培养学生对科学知识的兴趣和探索精神;•培养学生的环保意识和可持续发展的价值观;•引导学生理性思考,认识到不同能源的利弊及其对环境的影响。

三、教学重点与难点1. 教学重点•核裂变和核聚变的概念及其区别;•核反应的基本过程及其在能源开发中的应用;•核能在能源领域的优缺点及其对环境的影响。

2. 教学难点•学生对核反应的过程和能源利用的理解;•如何引导学生思考能源开发的合理性和可持续性。

四、教学内容与教学步骤1. 学生自主思考和分享•向学生提问:“你对核能有什么了解?你认为核能在能源领域的地位如何?”鼓励学生用自己的话回答,并互相分享观点。

2. 导入讨论•向学生展示一些能源相关的图片或视频,引发学生的兴趣,并引导学生讨论不同能源的特点以及对环境的影响。

3. 提出问题,开展学习•在引发学生兴趣的基础上,提出核裂变和核聚变这两种核反应方式的问题,激发学生思考。

并引导学生通过阅读《裂变和聚变》这篇文章,查找相关信息,回答问题。

4. 小组讨论和展示•将学生分为小组,让学生在小组内就核裂变和核聚变的特点、应用及优缺点展开讨论,并准备小组报告。

5. 小组展示和总结•每个小组轮流展示他们的讨论结果,其他小组进行提问和评论。

人教版高二物理选修_核裂变与核聚变PPT课件

人教版高二物理选修_核裂变与核聚变PPT课件

人 [ 教 名 版 师 高 课 二 堂 物 教理 学选 ] 修 人教3-版5第高十二九物章理1选9.修6_ 7_核裂变 与核聚 变(PP共T 课19件张(P P完T整)版 PPT)
原子弹爆炸时的蘑菇云
人 [ 教 名 版 师 高 课 二 堂 物 教理 学选 ] 修 人教3-版5第高十二九物章理1选9.修6_ 7_核裂变 与核聚 变(PP共T 课19件张(P P完T整)版 PPT)
人 [ 教 名 版 师 高 课 二 堂 物 教理 学选 ] 修 人教3-版5第高十二九物章理1选9.修6_ 7_核裂变 与核聚 变(PP共T 课19件张(P P完T整)版 PPT)
三、轻核聚变
某些轻核结合成质量较大的核的核反应过 程,同时放出大量的核能。
例: 1 3H1 2H 4 2H1 e 0n1.6 7Me
1938年,德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼发现用
中子
1 0
n
轰击 U 235 92
,竟然产生出了
141 56
Ba
奥地利物理学家迈特纳和弗里施发现
235 92
U
被轰击后产
生出一种同位素
236 92
U
,形状也变得不稳定,并最终分
裂为两块碎片,同时放出中子
弗里施觉得这个现象和细胞的分裂比较像,所以把这 个核反应命名为核裂变
一块铀会不会因为不知道从哪儿飞来的一块中子就引
? 发链式反应呢
使裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做 它的临界体积,相应的质量叫做临界质量。
发生链式反应的条件:
1、铀块的纯度必须足够高;
2、铀块的质量大于临界质量,或者铀块的体积大于
临界体积。
[ 名 师 课 堂 教学] 人教版 高二物 理选修 _核裂变 与核聚 变PPT 课件( 完整版 PPT)

人教版高中物理选修1-2课件第三章第四节第五节

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五、核电的安全性
1.核电引起的安全问题主要有两个方面:一 是核反应失控,引起_放__射__性_物质外泄;二是 放射性_废__料_处理不当会产生环境污染. 2.为了防止核电站事故的发生,现在的反应 堆都有四道安全屏障:第一道是耐高温耐腐 蚀的陶瓷体燃料芯块,第二道是燃料元件包 壳,第三道是_压__力__壳_,第四道是_安__全__壳_.
全部被用来发电,那么一天需要纯铀 235 的质 量为多大? (阿伏加德罗常数 NA 取 6.02×1023mol-1)
【思路点拨】 铀235释放的能量等于一天 发电的电能.计算出5.0×105 kW的核电站一 天发出的电能,也就是一天所需的铀235释 放的核能,进而求得铀235的质量.
【精讲精析】 先根据发电功率计算出每天应 发电能的总量为: E=Pt=50×107×24×3600 J=4.32×1013 J 要得到这么多能量需要裂变的铀的个数为:
原料的蕴藏量 其用于核裂变的 0.03 g氘,如果用来
235U在铀矿石中只 进行热核反应,放出
占0.7%
的能量约和燃烧300
L汽油相当
速度比较容易进行
可控性
人工控制,现在的 目前,除氢弹以外, 核电站还都是用裂 人们还不能控制它
变反应释放核能
例1 下列说法正确的是( )
A.21H+31H→42He+10n 是聚变 B.23952U+10n→14504Xe+9348Sr+210n 是裂变 C.22868Ra→22826Rn+42He 是α 衰变 D.2114Na→2142Mg+-01e 是裂变
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第三章 核 能
第四节 裂变和聚变 第五节 核能的利用
目标导航
1.知道裂变、链式反应及链式反应的条件, 能根据裂变方程计算裂变放出的能量. 2.知道聚变和聚变反应的特点、条件. 3.会写聚变方程,能根据聚变方程计算放 出的能量. 4.知道什么是核反应堆,了解核电站放射 性物质的处理方法.

四、裂变和聚变-人教版选修1-2教案

四、裂变和聚变-人教版选修1-2教案

四、裂变和聚变-人教版选修1-2教案一、教学目标1.了解裂变和聚变的基本概念及区别。

2.掌握裂变和聚变的原理及应用。

3.知道裂变和聚变对人类社会的影响。

二、教学内容1. 裂变1.1 基本概念裂变是指重核裂变成轻核和中子的过程。

也就是说,将原子核撞击得足够剧烈后,原子核就会发生裂变,并释放出大量的中子和大量的能量。

裂变发生的过程中,原子核的质量会发生变化,同时因为释放出大量的能量,往往会产生辐射。

1.2 原理及应用裂变技术在能源领域有着非常重要的应用价值。

目前,世界上大部分的核反应堆都是采用核裂变技术来发电的。

裂变技术还在其他领域有着广泛的应用,如医学、工业等方面。

1.3 影响裂变技术对人类社会的影响是非常显著的。

因为裂变技术的能源密度非常高,可以输出极大量的能量,因此可以解决能源短缺的问题。

但是,裂变产生的辐射也对环境和人类健康造成了很大的危害,因此需要加强对辐射的监控和管理。

2. 聚变2.1 基本概念聚变是指把轻核聚合成重核的过程。

与裂变相比,聚变所产生的能量也非常巨大,但是聚变所产生的辐射却非常小。

在聚变过程中,氢原子核会融合成氦原子核,同时会产生大量的能量。

2.2 原理及应用聚变技术被认为是一种非常优秀的能源来源,因为它可以输出大量的能量,同时又不会产生大量的有害辐射。

聚变技术也可以应用到其他领域,如医学、工业等领域。

2.3 影响聚变技术对人类社会的影响也非常显著。

聚变技术可以解决能源短缺的问题,同时又不会对环境和人类健康造成大量的危害。

聚变技术在未来的能源开发和利用中将会起到非常重要的作用。

三、教学重点1.掌握裂变和聚变的基本概念。

2.熟悉裂变和聚变的原理及应用。

3.理解裂变和聚变对人类社会的影响。

四、教学方法课堂教学和实验教学相结合。

五、教学过程1. 裂变1.1 基本概念教师简单介绍裂变的基本概念,如何发生裂变以及裂变产生的中子和能量等。

1.2 原理及应用教师通过课件和动画演示,详细介绍裂变的原理以及裂变技术的应用,如核反应堆发电等。

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