高中物理 第6节 重核的裂变课件 新人教版选修35

栏
则 a＋b 可能是( )
目
链
A.14054Xe＋9336Kr
B.14156Ba＋9326Kr
接
C.14156Ba＋9338Sr
D.14054Xe＋9348Sr
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解析：由链式反应特点知：反应过程中由一个
中子引发裂变，放出 2～3 个中子促成链式反应，
故 D 正确．
栏 目
链
答案：D
它是靠原子弹爆炸产生的极高温度，使氢原子核发生不可控
的聚变而释放巨大能量的．它的威力要比原子弹大很多
倍．我们知道，原子弹的起爆，是靠普通炸弹把两块均不足
临界体积的核燃料堆在一起，发生裂变链式反应而引起原子
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弹爆炸．由此可见，在一颗氢弹中，包含着普通炸弹、原子 目
链
弹．它们共同完成氢弹的引爆工作(gōngzuò)．
栏
在核电站中，核反应堆是热源，如图为 Nhomakorabea化的核反
目
链
应堆的示意图：
接
第二十三页，共29页。
铀棒是燃料，由天然铀或浓缩铀(铀235的含量占2%～
4%)制成．石墨(或重水)为减速剂，使反应生成的快速中子
(zhōngzǐ)变为慢中子(zhōngzǐ)，便于铀235吸收，发生裂变，
减速剂附在铀棒周围．镉棒的作用是吸收中子(zhōngzǐ)，控
链 接
同时使________冷却．
反应堆
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栏 目 链 接
第十四页，共29页。
1 核裂变
1．定义：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的
反应，称为原子核的裂变．
栏
2．链式反应：当一个中子引起一个铀核裂变后，裂
目
链
变中放出的中子再引起其他铀核的裂变，且能不断继续下
接
去，这种反应叫作核裂变的链式反应．
接
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变式 迁移
2．(2013·广东卷)(双选)铀核裂变是核电站核能的重要
来源，其一种裂变反应23592U＋10n→14456Ba＋8396Kr＋310n，
下列说法正确的有( )
栏
A．上述裂变反应中伴随着中子放出
目
链
B．铀块体积对链式反应的发生无影响
接
C．铀核的链式反应可人工控制
D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响
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变式 迁移
解析：本题考查核裂变，半衰期，链式反应
根据题给裂变反应方程，可知上述裂变反应中伴
随着中子放出，选项A正确，铀块体积对链式反应
的发生有影响(yǐngxiǎng)，只有铀块体积大于临界
栏 目
链
体积时才能发生链式反应，选项B错误．铀核的链
炸弹爆炸时，就把两块炸药迅速压在一起，成为一个整块，这时
核裂变开始并发生激烈的链式反应，大量能量在极短的时间内放
出，因而形成剧烈爆炸，这就是原子弹爆炸的原理．
栏
目
链
氢弹是根据原子核聚变的热核反应原理制成的炸弹．它是使 接
氢核发生不可控的热核反应，而产生巨大能量的炸弹．氢弹的结
构很复杂，
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D．铀块的体积对产生链式反应无影响
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解析：铀核受到中子的轰击，会引起裂变，裂
变的产物是多种多样的，具有极大的偶然性，但裂
变成两块的情况较多，也有的分裂成多块，放出几
个中子，铀 235 受中子轰击时，裂变的概率大，且
栏
目
可以俘获各种能量的中子而引起裂变，而铀 238 只
链 接
有俘获能量在 1 MeV 以上的高能量中子才引起裂
接
原子弹与氢弹是杀伤力极大的核武器，其杀伤力主要表 现在以下五个方面：一是光辐射．剧烈的核辐射产生可见光 和红外辐射，这种
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辐射以光速传播，爆炸点附近首先受到这种非常强烈的光照
射，足以灼伤离爆炸点非常远的人员或引起火灾，甚至人看
到辐射光就能灼伤视网膜．二是冲击波．爆炸时产生的内能
(nèi nénɡ)使周围的温度急剧升高，造成周围的空气急剧膨胀， 栏
第十九章 原 子 核 第6节 重核的裂变(lièbiàn)
第一页，共29页。
栏 目 链 接
第二页，共29页。
核武器
利用原子核的裂变和聚变原理制成的原子弹、氢弹和中子 弹等均称为核武器．
原子弹是根据原子核裂变链式反应的原理而制成的炸 栏
目
弹．以纯铀235或纯钚239做核燃料(或称炸药)，将它们做成半球
接
式反应可人工控制，铀核的半衰期不会受到环境
温度的影响(yǐngxiǎng)，选项C正确，选项D错
误．
答案：AC
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形成高强度的冲击波，足以摧毁地面上的军事设施和建筑物，
目 链
接
造成间接杀伤．三是放射性辐射．核裂变过程产生大量的γ射
线，γ射线辐射会对人体造成伤害．四是放射性污染．裂变产
生的碎片绝大部分具有放射性同位素，同时在核爆炸中产生
的巨大数量的中子
第六页，共29页。
与周围和高空中的原子核作用，又会产生很多的放射性同位 素，这些具有放射性的原子大多呈气态，它们随大气流动到 各地大气中或落在地面上形成放射性污染物，使动物和人类 栏
剂、_______控_和制水棒泥防护层．①核燃料(其中铀235占2%～4%) 栏
制成的________；②减速剂：使________变成为慢中子，易被
铀235俘获引起(yǐnqǐ)裂变铀，棒常用的减速剂有______快__中、子重水和
目 链 接
普通水；③控制棒：用来吸收中子，以控制裂变的速度，通常 用_石_墨__(_s_h_ím_制ò) 成；④水泥防护层：屏蔽裂变产物放出的各种
民死亡(sǐwáng)79 150人，受伤和失踪51 408人，使广岛无辜居
目
链
民蒙受极大灾难．禁止使用核武器、和平利用原子能既是全世
接
界人民的要求，更是人类发展进步的标志．
第八页，共29页。
栏 目 链 接
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1．裂变．
核 物 理 学 中 把 重 核 分 裂 成 质 量 较 小 的 核 ， ________
栏 目 链
D.23952U＋10n→15461Ba＋9326Kr＋301n
接
解析：由链式反应特点知：反应过程中由一个中子引发裂变， 放出2～3个中子促成链式反应，故D正确(zhèngquè)．
答案：D
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2 核电站
1．核电站的核心设施是核反应堆，核反应堆主要由以下
几部分组成：
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(1)燃料：浓缩铀235；
(zúgòu)浓度的铀235；②要有足够(zúgòu)数量的慢
链 接
中子；③铀块的体积要大于临界体积．
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例1 (双选)关于铀核裂变，下述说法正确的是 ()
A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能(zhī
nénɡ)裂变成两种不同的原子核
栏 目
链
B．铀核裂变的同时将释放2～3个中子
接
C．为了使裂变的链式反应更容易进行，最好用 铀235
注：铀核裂变的产物多种多样，其中较典型的产物是
钡和氪，其核反应方程是29325U＋01n→14546Ba＋8396Kr＋310n.
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3．临界体积：裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作 它的临界体积．
4．铀核的裂变和链式反应．
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(1)发现：1938年12月，德国物理学家哈恩与斯特拉曼利用中子轰
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制反应速度，所以也叫控制棒．控制棒插入深些，吸收中子
目 链
接
(zhōngzǐ)多，反应速度变慢；插浅一些，吸收中子(zhōngzǐ)
少，反应速度加快．采用电子仪器自动地调节控制棒的升降，
就能使反应堆安全正常地工作．
第二十四页，共29页。
核反应释放的能量大部分转化为内能，这时通过水
或液态钠做冷却剂，在反应堆内外循环流动，把内能传
目 链
接
(2)减速剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，采用石墨、
重水或普通水做减速剂；
(3)控制棒：为了控制能量释放的速度(sùdù)，就要想办
法减少中子的数目，采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉
吸
第二十二页，共29页。
收中子能力很强的特性，就可以容易地控制链式反应的
速度．
2．核电站的工作原理．
________．
镉
射线
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(2)核电站工作原理：核裂变产生的巨大能量，大部分
转 化 为 内 能 ， 使 反 应 区 温 度 升 高 ， 循 环 ________ 或
栏
目
___水____________核__反___应等液流态体((ylièúttàǐ)i)把金热属量钠传输出去用于发电，
链 接
形的两块，每一块的体积小于临界体积，因此单块存在不能引
起核裂变的链式反应，但当两块合成一块时，将大于临界体积，
链式反应将开始，并非常激烈(jīliè)地进行．
第三页，共29页。
将这两块半球形的核燃料，分开安装在炸弹中，其中一块被固定，
另一块后面装上普通炸药和引爆装置，当引爆装置引起(yǐnqǐ)普通
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输出去，用于推动(tuī dòng)蒸汽机，使发电机发电．发
目
链
生裂变反应时，会产生一些有危险的放射性物质，很厚
接
的混凝土防护层可以防止辐射线射到外面．
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例 2 (2013·重庆卷)铀是常用的一种核燃料，若它的
原子核发生了如下的裂变反应：23592U＋01n→a＋b＋201n，
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2．链式反应．
一般来说，铀核裂变时总要释放2～3个中子，当
一 个 ____中__子__ 引 起 一 个 铀 核 裂 变 后 ， 裂 变 中 放 出 的
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___中__子__(z_h再(nzōghn引zōgǐ)z起ǐ)其他铀核裂变，且能不断继续下去，
目 链 接
这种反应叫核裂变的_链__式__反__应___．临界体积：链式反
核能放的出(反fà应nɡ．ch用ū)中子轰击(hōngjī)铀核时，铀核发生了裂变，
裂变产物____________多．种一多种样典(du型ō 的zh裂ǒnɡ变d反uō应yà是nɡ生) 成钡和 氪 ， 同 时 放 出 3 个 ________ ． 核中子反 应 方 程 ： U ＋
栏 目 链 接
n→__________________. 14546Ba＋8396Kr＋310n
目
通过呼吸、进食或接触等渠道被身体吸收，潜伏在身体的各 链
接
组织器官(qìguān)，通过不断放射各种射线而损伤各种器官 (qìguān)，并致病死亡．五是核电磁脉冲．
第七页，共29页。
核武器以其瞬时性、毁灭性和潜伏性对人类造成无法估
量的损害.1945年8月6日美军在日本广岛投下的原子弹使广岛居
栏
目 链
接
击铀核时，发现了铀核的裂变，向核能的开发和利用迈进(màijìn)
了第一步．
(2)对铀235裂变的解释：
第十六页，共29页。
①核子受激发：当中子进入铀 235 后，便形成了处于激发状态的
复核，复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规则的形状．
②核子分裂：核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，使得核由
应 能 否 进 行 的 一 个 重 要 因 素 (yīn sù) 就 是 铀 块 的 体
积．通常把裂变物质能够发生最链小式体反积应的________叫 临界体积．
第十一页，共29页。
3．核电站．
利用核能发电，其核心是_____核__反__应_．堆(héfǎnyìngduī) (1)反应堆：以慢中子反应堆为例．它包括核燃料、减速
于质子间的斥力作用而不能恢复原状，这样就分裂成几块，同时放出
2～3 个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变就会不断
栏 目
地进行下去，释放出越来越多的核能，这就叫链式反应，如下图所示：
链 接
第十七页，共29页。
③重核裂变有质量亏损，所以放出能量．
注：铀235裂变需要一定的条件：①要有足够
栏 目
变，且裂变的概率较小，要引起链式反应必须使铀
块的体积大于临界体积，选项 B、C 正确．
答案：BC
第二十页，共29页。
变式 迁移
1．原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等．在
下列核反应中，属于核裂变反应的是( )
A.105B＋10n→37Li＋24He
B.28328U→29304Th＋42He
C.147N＋24He→178O＋11H