【精品】2018-2019学年最新(新课标)人教新版选修3-5课件：第十九章第6节重核的裂变
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人教版物理选修3-5(课件)第19章 原子核2
第十九章 原子核
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
2．衰变类型
物理 选修3-5
第十九章 原子核
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
二、半衰期
半数 发生衰变所需 1． 定义： 放射性元素的原子核有 ________ 的时间． 2．决定因素 核内部自身 的因素决定 放射性元素衰变的快慢是由 ______________
1 t/τ 原 ，m 2 1 t/τ 余＝m0 ．式中 2
N 原、
m0 表示衰变前的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后的尚未发 生衰变的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ 表示半衰期．
物理 选修3-5
第十九章 原子核
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．不同的放射
不同 ． 性元素，半衰期________ 3．应用 利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度，推 断时间．
物理 选修3-5
第十九章 原子核
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
提示：
不是的．半衰期是一个统计性概念，只有对大量
第十九章 原子核
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
一、原子核的衰变
β 粒子，由于 α 1． 定义 ：原子核放出 _______ 粒子或 _______ 核电荷数 变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原 __________
子核，我们把这种变化称为原子核的衰变．
物理 选修3Pb ＋ 8 He ＋ 6 － 92 82 2 1e．
答案：
见解析
物理 选修3-5
第十九章 原子核
2018-2019学年高中物理(人教版)选修3-5课件：第十九章 原子核 19-3、4
3．盖革－米勒计数器 (1)优点：放大倍数很大，非常灵敏，用它检测射线十 分方便。 (2)缺点 ①不同射线产生的脉冲现象相同， 只能用来计数， 不能 区分射线种类。 ②如果同时有大量粒子或两个粒子射来的时间间隔小 于 200 μs，则计数器不能区分它们。
例1 的是( )
(多选)关于威耳逊云室探测射线，下列说法正确
1．三种射线在云室中的径迹比较 (1)α 粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方 向。由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云 室中的径迹直而粗。
(2)β 粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且 电离本领小， 沿途产生的离子少， 所以高速 β 粒子在云室中 的径迹又细又直，低速 β 粒子的径迹又短又粗而且是弯曲 的。 (3)γ 粒子的电离本领更小， 在云室中一般看不到它的径 迹。 2．不同探测方法的对比 威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线的性质和 种类的。
的过程。 2．原子核的人工转变 2 卢瑟福 用 α 粒子轰击氮原子核， □ (1)1919 年___________ 产生了 氧的一种同位素，同时产生一个质子。 (2)卢瑟福发现质子的核反应方程 1 17 14 4 3 H ＋ □ 1 8O 7N＋2He→________________
5 电荷数 守恒。 4 质量数 守恒，__________ □ 3．遵循规律：□ __________
子的径迹。
3.盖革－米勒计数器 它的主要部分是盖革－米勒计数管， 外面是玻璃管， 里
10 导电圆筒 ，筒的中间有一 面有一个接在电源负极上的_____________ □ 11 金属丝 ， 12 惰性 气体以及少 □ □ 条接电源正极的__________ 里面充入________ 13 酒精或溴 蒸气。当射线进入管内时，会使管内气体 □ 量____________ 14 电离 ， 15 电子 在电场中加速， □ □ ________ 产生的________ 再与管内气体分
2018-2019学年高二物理人教版选修3-5课件：第十九章 章末整合提升
17 1 N+4 2 He→8 O+1 H(卢瑟福发现质子)
人工转变
9 12 1 He + Be → C+ 4 6 0 n(查德威克发现中子) 2 30 4 1 Al + He → P+ 2 0n 15 13 30 0 P → Si + 14 +1 e 15 30 27
(约里奥· 居里夫妇发现 放射性同位素)
(3)一个半衰期(T):
1 ������ 1 ������ ①剩余核数:N=N0(2 )������ ;②剩余质量:m=m0(2 )������ 。
典型的四种核反应
类型 衰 α 衰变 变 β 衰变
238 92 234 90 14 7 4
Байду номын сангаас
典型的核反应方程
4 U→234 90 Th+2 He 0 Th→234 Pa + e 91 -1
专题一
衰变与轨道
原来静止的原子核衰变发出射线,同时生成新核,若它们处在同 一个匀强磁场中,就会出现内切圆和外切圆的物理图景。判断内切、 外切的理论依据: 1.动量守恒定律:新核与粒子的动量大小相等,方向相反; 2.带电粒子在磁场中的偏转:带电粒子以某一初速度垂直进入 匀强磁场,受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动; 3.左手定则:判断粒子偏转方向(粒子圆周运动的绕行方向)。 呈现内切圆、 外切圆物理图景的规律:若原子核衰变放出的射线 带正电,则新核与粒子在磁场中的两圆外切;若原子核衰变放出的射 mv 线带负电,则内切。两圆的半径大小由 R= qB 确立。因 mv、B 相同, 故电荷量多的为小圆,即新核必定是小圆。 4.能量守恒定律:反应前和反应后系统的能量形式可能发生变 化,但系统的总能量(包括核能)是不变的。
2018-2019人教版高中物理选修3-5课件：第十九章 原子核 19-7、8
A．一个带正电荷的质子和一个带负电荷的电子构成 B．一个带负电荷的质子和一个带正电荷的中子构成 C．由一个不带电荷的中子和一个带负电荷的电子构成 D．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成
解析 氢原子由质子和电子组成，它们的反粒子分别是 反质子和正电子，选项 D 正确。A、B、C 错误。
易错点排查 易错点⊳核反应方程的分类 [示例] (多选)下列说法正确的是( ) A.175N＋11H→162C＋42He 是 α 衰变方程 B.11H＋21H→32He＋γ 是核聚变反应方程 C.29328U→29304Th＋42He 是核裂变反应方程 D.42He＋2173Al→3105P＋10n 是原子核的人工转变方程
(3)由质能方程，ΔE＝Δmc2 得每秒减少的质量 Δm＝ΔcE2 ＝33.8××11008226 kg＝4.2×109 kg。
要点 新粒子的发现和夸克模型 1．新粒子的发现及特点
2．粒子的分类
3．夸克的分类：夸克有 6 种，它们是上夸克、下夸克、 奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克，它们带的电荷量分别 为元电荷的＋2或－1。每种夸克都有对应的反夸克。
[解析] 本题考查了核反应的相关知识，意在考查同学 们对天然放射现象、重核裂变、轻核聚变、原子核的人工 转变等相关知识的记忆及分析判断能力。选项 A、D 为原子 核的人工转变，选项 B 为轻核聚变，选项 C 为原子核的衰 变，故选项 B、D 正确。
要正确判断聚变、裂变、衰变及人工转变的方程，对以 上四种方程的理解要到位。这四种方程在形式上很相近，因 此判断时容易混淆出错，要想正确判断必须抓住它们的实 质：核聚变是轻核结合成质量较大的核，也可能放出中子； 重核裂变时铀核捕获中子裂变为两个或更多个中等质量的 核，并放出几个中子；人工转变常用 α 粒子或中子等去轰 击原子核，产生新原子核并放出一个或几个粒子；衰变是原
解析 氢原子由质子和电子组成，它们的反粒子分别是 反质子和正电子，选项 D 正确。A、B、C 错误。
易错点排查 易错点⊳核反应方程的分类 [示例] (多选)下列说法正确的是( ) A.175N＋11H→162C＋42He 是 α 衰变方程 B.11H＋21H→32He＋γ 是核聚变反应方程 C.29328U→29304Th＋42He 是核裂变反应方程 D.42He＋2173Al→3105P＋10n 是原子核的人工转变方程
(3)由质能方程，ΔE＝Δmc2 得每秒减少的质量 Δm＝ΔcE2 ＝33.8××11008226 kg＝4.2×109 kg。
要点 新粒子的发现和夸克模型 1．新粒子的发现及特点
2．粒子的分类
3．夸克的分类：夸克有 6 种，它们是上夸克、下夸克、 奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克，它们带的电荷量分别 为元电荷的＋2或－1。每种夸克都有对应的反夸克。
[解析] 本题考查了核反应的相关知识，意在考查同学 们对天然放射现象、重核裂变、轻核聚变、原子核的人工 转变等相关知识的记忆及分析判断能力。选项 A、D 为原子 核的人工转变，选项 B 为轻核聚变，选项 C 为原子核的衰 变，故选项 B、D 正确。
要正确判断聚变、裂变、衰变及人工转变的方程，对以 上四种方程的理解要到位。这四种方程在形式上很相近，因 此判断时容易混淆出错，要想正确判断必须抓住它们的实 质：核聚变是轻核结合成质量较大的核，也可能放出中子； 重核裂变时铀核捕获中子裂变为两个或更多个中等质量的 核，并放出几个中子；人工转变常用 α 粒子或中子等去轰 击原子核，产生新原子核并放出一个或几个粒子；衰变是原
2018-2019学年人教版物理选修3－5导学精品课件：第十九章 原子核 第1节
• 〔学 法 指 导〕
• 1．在学习本章前，应首先复习有关磁场的基本知识、爱 因斯坦质能方程、四种基本相互作用等知识。
• 2．学好本章要抓住以原子核的结构为核心的知识点的内 在联系，掌握各知识点的具体内容，从现象中总结出规律 ，提出科学假设，再用实验、理论验证各相关知识的内在 联系，这是学习物理知识的科学方法，这样可以全面系统 地掌握本章内容。
1
• 它是高速__氦_核_____流，速度约为1光0 速的______较，差穿透能 力______，电离作用比较强。
• 2．β射线 • 它是高速__电_子_____流，速度可达光99%速的_______较_，强 穿透
能力_较_弱______，电离作用________。
• 3．γ射线
电磁波
很弱
• 它是能量很高的__________，穿透能力很强，电离作用
• 『想一想』 • 氢原子核中只有一个质子，能否认为质子就是氢原子核？ • 答案：不能。质子是原子核的组成部分。
课内探究
探究一 天然放射现象
• 如图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图 。
• α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不 偏转说明了什么？
• 提示：说明α射线带正电，β射线带负电，γ 射线不带电
• (3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88。
• 答案：(1)88 138 (2)1.41×10－17C (3)88
〔对点训练 2〕 有关168O、178O、188O 三种同位素的比较，试回答下列问题： (1)三种同位素中哪一种粒子是不相同的？___B___。
A．质子
B．中子
C．电子 (2)三种同位素中，哪一个质量最大？__18_8O___。 (3)三种同位素的化学性质是否相同？_相__同____。
2018-2019学年高中物理(人教版)选修3-5课件：第十九章 原子核 19-2
两圆外切，α 粒子半径大 两圆内切，β 粒子半径大
β 衰变
A A 0 Z X→Z＋1Y＋－1e
5． 衰变次数的确定： 设放射性元素A Z X 经过 n 次 α 衰变
′ 和 m 次 β 衰变后变成稳定的新元素A 则表示该过程的方 Z′ Y，
程为
A A′ 4 0 X → Y ＋ n He ＋ m ′ － Z Z 2 1e。
4．两类核衰变在磁场中的径迹：静止核在磁场中自发 衰变，其轨迹为两相切圆，α 衰变时两圆外切，β 衰变时两 mv 圆内切，根据动量守恒定律 m1v1＝m2v2 和 r＝ qB 知，半径 小的为新核，半径大的为 α 粒子或 β 粒子，其特点对比如 下表：
α 衰变
A A－4 4 X → Z Z－2 Y＋2He
【针对训练】 核，问：
238 92U
核经过一系列的衰变后变为206 82Pb
(1)一共经过几次 α 衰变和几次 β 衰变？
238 (2)206 Pb 与 82 92U 相比，质子数和中子数各少多少？
(3)写出这一衰变过程的方程。
答案
(1)共经过 8 次 α 衰变和 6 次 β 衰变
4．10 个铀 238 经过一个半衰期就剩 5 个了对吗？
提示：不对。半衰期是大量原子核衰变的统计规律。
02 课堂合作探究
要点
原子核的衰变规律
1．衰变规律：原子核衰变前后的电荷数和质量数都守 恒。 2．衰变方程示例
A－4 4 α 衰变：A X → Y ＋ － Z Z 2 2He； A 0 β 衰变：A Z X→Z＋1 Y＋－1e。
根根电荷数守恒和质量数守恒可列方程： A＝A′＋4n， Z＝Z′＋2n－m。
例1
(多选)天然放射性元素232 90Th(钍)经过一系列 α 衰 )
2018-2019学年高中物理(人教版)选修3-5课件：第十九章 原子核 19-1
【针对训练】 关于 α、β、γ 三种射线，下列说法中正 确的是( 最强 B．β 射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有 中等的穿透能力 C．γ 射线是光子，它的穿透能力最强 D．γ 射线是粒子，它的穿透能力最弱 ) A．α 射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力
α 射线、β 射线垂直进入匀强磁场中后做什么运动？
提示：均做匀速圆周运动。
[解析] 粒子向右射出后，由左手定则可知在匀强磁场 中 α 粒子所受的洛伦兹力向上， β 粒子所受的洛伦兹力向下， 轨迹都是圆弧，B 错误，C 正确；又由于 γ 射线不带电，打 1 在 b 点，A 正确。由于 α 粒子速度约是光速的 ，而 β 粒 10 子速度接近光速，所以在同样的复合场中不可能都做直线 运动(如果一个打在 b 点，则另一个必然打在 b 点下方)，D 错误，本题选 A、C。
[思维辨析] 1．(1)α 粒子其实是高速氦原子核。( √ ) (2)温度越高，放射性元素发出射线越强。( × ) (3)原子核的电荷数就是电荷量。( × ) (4)天然放射现象说明原子核是可以再分的。( √ ) (5)α 射线、β 射线、γ 射线都属于电磁波。( × )
2．怎样利用电场、磁场判断三种射线的带电性质？
3 发射射线 的性质。 □ (1)放射性：物质_____________
4 放射性 的元素。 □ (2)放射性元素：具有__________ 5 放射性 元 (3)原子序数大于或等于 83 的元素，都是□ __________
素，原子序数小于 83 的元素有的也具有放射性。 3．天然放射性元素 6 自发地 发出射线的放射性元素。 □ 能__________
提示：让三种射线垂直通过匀强电场，则 γ 射线不偏 转，说明它不带电；α 射线偏转方向和电场方向相同，说 明它带正电； β 射线偏转方向和电场方向相反， 说明它带负 电。让三种射线垂直通过匀强磁场，则 γ 射线不偏转，说 明它不带电；对 α 射线和 β 射线，可根据它们在磁场中的 偏转方向和左手定则确定它们的带电性质。
高中物理人教版选修3-5(课件)第十九章 原子核 5 核力与结合能
核力发生在核子之间． 【答案】 BDE
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2．对原子核的组成，下列说法正确的是( ) A．核力可使一些中子组成原子核 B．核力可使非常多的质子组成原子核 C．自然界中存在只有质子的原子核 D．质量较大的原子核内一定有中子 E．越重的元素，核子中子数与质子数相差越多
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1．对核力的认识，下列说法正确的是( ) A．任何物体之间均存在核力 B．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用 C．核力只存在于质子之间 D．核力只发生在相距 1.5×10－15 m 的核子之间，大于 0.8×10－15 m 为吸引 力，而小于 0.8×10－15 m 为斥力 E．核力是强相互作用的一种表现 【解析】 由核力的特点知道，只有相距 1.5×10－15 m 的核子之间存在核力，
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2．对质能方程和质量亏损的理解 (1)质能方程 质能方程：爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在着密切的 联系，其关系是 E＝mc2. (2)质量亏损 质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成核的过程中以能量 的形式辐射出去了．物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也 随之减少，这时质能方程也写为 ΔE＝Δmc2.
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[合作探讨] 探讨 1：原子核中的质子数与中子数有怎样的数量关系？ 【提示】 较轻的原子核(原子序数小于 20)质子数与中子数大致相等，但随 着原子序数的增加(原子序数大于 20)，稳定原子核中的中子数大于质子数，且原 子序数越大，两者相差越大． 探讨 2：原子核中任意两个核子之间都存在核力吗？ 【提示】 不是．核力是短程力，只有相邻的两个核子之间才存在核力．
人教版选修3-5 第19章 6 核裂变 课件(36张)
由爱因斯坦的质能方程可得释放的核能为
ΔE＝Δmc2＝0.357 8×10－27×(2.997 9×108)2 J ＝3.215 7×10－11 J.
创新•拓展•提升
利用核子平均质量曲线判断核反应是吸热还是放热 图象法在中学物理中有广泛应用，原子核这一章中可以利 用核子平均质量曲线来判断核反应是吸热还是放热．
U裂变有多种可能性，这是其中常见的一
种，B对；放射性元素的半衰期由原子核本身决定，与温度压
强等外界条件无关，C错；核电站的核能是清洁能源，污染
少，D错． 答案：B 反思领悟：核电站的核心是核反应堆，对反应堆的原理和
组成应记牢是解答此类题目的核心．
1．(2018保山二模)如图是核反应堆的示意图，对于核反 应堆的认识，下列说法正确的是( )
例4 如图所示是原子核的核子平 均质量与原子序数Z的关系图象．下列说法中 正确的是( )
(4)多
6．链式反应的条件： (1)发生裂变物质的体积大于等于________； (2)有足够________的铀235； (3)有足够数量的________中子． 【答案】(1)临界体积 (2)浓度 (3)慢
二、核电站 1．核电站：是利用核能发电，它的核心设施是 ________．它主要由以下几部分组成： (1)燃料：________. (2) 减 速 剂 ： 铀 235 容 易 捕 获 ________ 发 生 反 应 ， 可 采 用 ________、________、________作减速剂． (3)控制棒：为控制能量释放的速度 ，需减少中子的数 目，采用________作为________来控制链式反应的速度． 【答案】核反应堆 (1)铀棒 (2)慢中子 石墨 重水 普通水 (3)镉棒 控制棒
2.562×1024个，
2018-2019学年高二物理(人教版)选修3-5课件：第19章 原子核 19.2
14C的质量,m 14C的质量。下面四幅图中能正确 为 t=0 时 0
反映14C衰变规律的是
(
)
1 【解析】选C。由半衰期公式m= m0 并结合数学知识
t T
可知C正确。
2
3.(多选)14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5700年。 已知植物存活期间,其体内14C与12C的比例不变;生命活 动结束后,14C的比例持续减少。现通过测量得知,某古 木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之
稳定 这一特点,可以测量其衰 (3)应用:利用半衰期非常_____ 变程度,推断时间。
【预习小测】 1.下列核反应方程中,属于α 衰变的是 ( )
【解析】选B。选项A是人工核反应,选项B是α 衰变,选 项C是核聚变,选项D是β 衰变,选项B正确。
2.14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定 的方法。若以横坐标t表示时间,纵坐标m表示任意时刻
子核的质量数减少4,电荷数减少2,新核在元素周期表
A 4 4 中的位置向前提了两位,核反应方程为 A X Y Z Z 2 2 He。
3.发生β 衰变的原子核的电荷数和质量数发生了怎样 的变化?β 衰变时的核电荷数为什么会增加?释放的电 子从哪里来的?
提示:β 粒子的质量数是0,电荷数是-1,所以发生β 衰 变的原子核质量数不变,电荷数增加1,新核在元素周期
1 4 其反应式为 21 H 2 n 1 0 2 He。
2.β 衰变的实质:原子核里虽然没有电子,但是核内的 中子可以转化成质子和电子,产生的电子从核内发射出
1 0 来,这就是β 衰变,其反应式为 0 n1 H 1 1 e。
3.衰变次数的分析思路与计算方法: (1)分析思路:在分析或计算衰变次数的问题时,首先要 写出衰变方程的通式,然后根据电荷数和质量数守恒列 式计算。
反映14C衰变规律的是
(
)
1 【解析】选C。由半衰期公式m= m0 并结合数学知识
t T
可知C正确。
2
3.(多选)14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5700年。 已知植物存活期间,其体内14C与12C的比例不变;生命活 动结束后,14C的比例持续减少。现通过测量得知,某古 木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之
稳定 这一特点,可以测量其衰 (3)应用:利用半衰期非常_____ 变程度,推断时间。
【预习小测】 1.下列核反应方程中,属于α 衰变的是 ( )
【解析】选B。选项A是人工核反应,选项B是α 衰变,选 项C是核聚变,选项D是β 衰变,选项B正确。
2.14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定 的方法。若以横坐标t表示时间,纵坐标m表示任意时刻
子核的质量数减少4,电荷数减少2,新核在元素周期表
A 4 4 中的位置向前提了两位,核反应方程为 A X Y Z Z 2 2 He。
3.发生β 衰变的原子核的电荷数和质量数发生了怎样 的变化?β 衰变时的核电荷数为什么会增加?释放的电 子从哪里来的?
提示:β 粒子的质量数是0,电荷数是-1,所以发生β 衰 变的原子核质量数不变,电荷数增加1,新核在元素周期
1 4 其反应式为 21 H 2 n 1 0 2 He。
2.β 衰变的实质:原子核里虽然没有电子,但是核内的 中子可以转化成质子和电子,产生的电子从核内发射出
1 0 来,这就是β 衰变,其反应式为 0 n1 H 1 1 e。
3.衰变次数的分析思路与计算方法: (1)分析思路:在分析或计算衰变次数的问题时,首先要 写出衰变方程的通式,然后根据电荷数和质量数守恒列 式计算。
2018-2019学年人教版物理选修3-5导学精品课件：第十九章 原子核 第5节
间均存在核力，且是相同的。
特别提醒：核力与带电荷情况无关。无论是质子间、中子间、质子和中子
•
典例 1
关于原子核中质子和中子的说法，正确的是 D
• • • •
( ) A．原子核中质子数和中子数一定相等 B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多 C．原子核都是非常稳定的 D．由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不 可能无节制的增大原子核而仍稳定存在
• 1．核力 每个相邻核子 • 组成原子核的________________之间存在着一种特殊的 力，这种力叫做核力。 • 2．核力的性质 • 核力有着完全不同于万有引力和静电力的一些性质。
• (1)核力是强相互作用(强力)的一种表现，在它的作用范围 大得多 内，核力比库仑力 __________。 1.5×10－15 • (2)核力是短程力，作用范围在____________m之内，核 吸引 力在大于0.8×10－15m时表现为________力，且随距离增 斥力 大而减小，超过1.5×10－15m，核力急剧下降几乎消失； 而在距离小于0.8×10－15m时，核力表现为________，因 此核子不会融合在一起。 饱和性 • (3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为 核力的__________。
• • • • •
3．四种基本相互作用 (1)万有引力(长程力) (2)电磁相互作用(长程力) (3)强相互作用(短程力) (4)弱相互作用(短程力)
知识点 2 原子核中质子与中子的比例
• • • •
1．较轻的原子核 质子数和中子数大致相等 ____________。 2．轻重原子核 大于 中子数________质子数，越重的原子核两者相差越多。
• 解析：核子结合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子 是吸收能量，A选项错误；比结合能越大的原子核越稳定 ，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中 等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核 少，其结合能比重核反而小，B、C选项错误；中等质量 原子核的比结合能比轻核的大，它的原子核内核子数又比 轻核多，因此它的结合能也比轻核大，D选项正确。
特别提醒：核力与带电荷情况无关。无论是质子间、中子间、质子和中子
•
典例 1
关于原子核中质子和中子的说法，正确的是 D
• • • •
( ) A．原子核中质子数和中子数一定相等 B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多 C．原子核都是非常稳定的 D．由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不 可能无节制的增大原子核而仍稳定存在
• 1．核力 每个相邻核子 • 组成原子核的________________之间存在着一种特殊的 力，这种力叫做核力。 • 2．核力的性质 • 核力有着完全不同于万有引力和静电力的一些性质。
• (1)核力是强相互作用(强力)的一种表现，在它的作用范围 大得多 内，核力比库仑力 __________。 1.5×10－15 • (2)核力是短程力，作用范围在____________m之内，核 吸引 力在大于0.8×10－15m时表现为________力，且随距离增 斥力 大而减小，超过1.5×10－15m，核力急剧下降几乎消失； 而在距离小于0.8×10－15m时，核力表现为________，因 此核子不会融合在一起。 饱和性 • (3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为 核力的__________。
• • • • •
3．四种基本相互作用 (1)万有引力(长程力) (2)电磁相互作用(长程力) (3)强相互作用(短程力) (4)弱相互作用(短程力)
知识点 2 原子核中质子与中子的比例
• • • •
1．较轻的原子核 质子数和中子数大致相等 ____________。 2．轻重原子核 大于 中子数________质子数，越重的原子核两者相差越多。
• 解析：核子结合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子 是吸收能量，A选项错误；比结合能越大的原子核越稳定 ，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中 等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核 少，其结合能比重核反而小，B、C选项错误；中等质量 原子核的比结合能比轻核的大，它的原子核内核子数又比 轻核多，因此它的结合能也比轻核大，D选项正确。
2018-2019人教版高中物理选修3-5课件：第十九章 原子核 19-1
②垂直进入匀强磁场中，γ 射线不发生偏转，仍做匀速 直线运动，α 粒子和 β 粒子沿相反方向做匀速圆周运动，如 图乙所示。
例 1 (多选)如图所示，铅盒 A 中装有天然放射性物质， 放射线从铅盒右端小孔水平向右射出，在小孔和荧光屏之间 有垂直纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的是( )
A．打在图中 a、b、c 三点的依次是 α 射线、γ 射线和 β 射线
【针对训练】 关于 α、β、γ 三种射线，下列说法中正 确的是( )
A．α 射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力 最强
B．β 射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有 中等的穿透能力
C．γ 射线是光子，它的穿透能力最强 D．γ 射线是粒子，它的穿透能力最弱
解析 α 射线的粒子是氦原子核，相比之下，α 射线射 出的速度较小，约为光速的十分之一，贯穿物质的本领很 小，一张纸就能把它挡住，故 A 项错误；β 射线是高速运 动的电子流，它不是核外电子电离形成的，而是从原子核 中放射出来的，B 项错误；γ 射线是波长很短的光子，其速 度为光速，贯穿能力最强，甚至能贯穿几厘米厚的铅板， 故 C 项正确，D 项错误。
4．原子核的电荷数
原子核所带的电荷量总是质子电荷的__□_5__整__数___倍，通
常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的
_□_6__电__荷__数__。
5．原子核的质量数
原子核中质子和中子的总数目叫做原子核的
_□_7__质__量__数__。
6．原子核的符号
AZX，其中 X 表示元素的符号，A 表示核的_□_8__质__量__数__， Z 表示核的_□_9__电__荷__数__。
(1)利用电场区分三种射线时，不但要考虑电场力方向， 还要考虑偏转程度。
例 1 (多选)如图所示，铅盒 A 中装有天然放射性物质， 放射线从铅盒右端小孔水平向右射出，在小孔和荧光屏之间 有垂直纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的是( )
A．打在图中 a、b、c 三点的依次是 α 射线、γ 射线和 β 射线
【针对训练】 关于 α、β、γ 三种射线，下列说法中正 确的是( )
A．α 射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力 最强
B．β 射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有 中等的穿透能力
C．γ 射线是光子，它的穿透能力最强 D．γ 射线是粒子，它的穿透能力最弱
解析 α 射线的粒子是氦原子核，相比之下，α 射线射 出的速度较小，约为光速的十分之一，贯穿物质的本领很 小，一张纸就能把它挡住，故 A 项错误；β 射线是高速运 动的电子流，它不是核外电子电离形成的，而是从原子核 中放射出来的，B 项错误；γ 射线是波长很短的光子，其速 度为光速，贯穿能力最强，甚至能贯穿几厘米厚的铅板， 故 C 项正确，D 项错误。
4．原子核的电荷数
原子核所带的电荷量总是质子电荷的__□_5__整__数___倍，通
常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的
_□_6__电__荷__数__。
5．原子核的质量数
原子核中质子和中子的总数目叫做原子核的
_□_7__质__量__数__。
6．原子核的符号
AZX，其中 X 表示元素的符号，A 表示核的_□_8__质__量__数__， Z 表示核的_□_9__电__荷__数__。
(1)利用电场区分三种射线时，不但要考虑电场力方向， 还要考虑偏转程度。
2018-2019学年高中物理人教版选修3-5课件：本章整合19
知识构建 知识构建
专题归纳
2.思考关于波尔原子模型的内容,填写下图。
答案:①用粒子轰击原子核产生新核的反应 ②广泛应用其射线于生产生活中 ③作为示踪原子 ④防止射线对环境的污染或对生命的危害
-5-
本
章
整 合
知识构建 知识构建
专题归纳
3.思考关于核能的内容,填写下图。
答案:①为把核子分开而需要的能量 ③原子弹,有质量亏损,释放核能 ④氢弹,有质量亏损,释放核能 ⑤可控核反应堆 ⑥可控热核反应
②ΔE=Δmc2
-6-
本章整 合源自知识构建 知识构建专题归纳
4.思考关于粒子与宇宙的内容,填写下图。
答案:①强子、轻子、媒介子 ②万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用 ③宇宙大爆炸理论 ④恒星的演化 5.写出一些粒子的符号:α粒子 质子 中子 电子 氘核 氚核
答案:
4
He 2
1 1H
1 0n
238
和 81 Tl 最后都变成 82 Pb,衰
������
206
A.a=82,b=211 b 210 210 B.210 Bi → X 是 β 衰变 , Bi → ������ 83 81 Tl 是 α 衰变 83 b 210 210 C.210 83 Bi→������ X 是 α 衰变,83 Bi→81 Tl 是 β 衰变 D.������ 81 Tl 经过一次 α 衰变变成 82 Pb
的 4 Be,经 7.8× 10
8
-16
s 后所剩下的 4 Be 占开始时的
8
8
。
解析: (2)由题意可知经过了 3 个半衰期,故剩余的 4 Be 的质量 m
余
=m 原
1 3 2
2018-2019学年人教版物理选修3－5导学精品课件：第十九章 原子核 第2节
典例 1 23982U 核经一系列的衰变后变为20862Pb 核，问：
(1)一共经过几次 α 衰变和几次 β 衰变？
(2)20862Pb 与23982U 相比，质子数和中子数各少多少？
(3)综合写出这一衰变过程的方程。
• 解题指导：(1)可根据衰变过程中质量数守恒和电荷数守恒 求解；
• (2)根据每发生一次α衰变原子核的质子数和中子数均少2 ，每发生一次β衰变原子核的中子数少1，质子数多1来推 算；
• 解题指导：找出每分钟衰变次数与其质量成正比这一隐含 条件是解决本题的关键。
解析：由每分钟衰变次数与其质量成正比出发，运用半衰期知识可求出存水
量。
设放射性同位素原有质量为 m0,10 天后其质量剩余为 m，水库存水量为 Qm3，
由
每
分
钟
衰
变
次
数
与
其
质
量
成
正
比
可
得
10Q 8×107
＝
m m0
，
由
半
• 特别提醒：(1)核反应中遵循质量数守恒而不是质量守恒， 核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏 损)而释放出核能。
• (2)衰变方程的书写方面：衰变方程用“→”表示，而不用 “＝”表示。
• (3)衰变方程表示的变化方面：衰变方程表示的是原子核的 变化，而不是原子的变化。
• (4)为了确定衰变次数，一般是由质量数的改变先确定α衰 变的次数，这是因为β衰变的次数的多少对质量数没有影 响，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数。
新课标导学
物理
选修3-5 ·人教版
第十九章
原子核 第二节 放射性元素的衰变
学习目标
人教版物理选修3-5课件 第十九章 原子核 3-4放射性的应用与防护
3．人工放射性同位素的优点． (1)资源丰富，天然放射性元素不过 40 多种，但人工 放射性同位素已达 1 000 多种，目前每种元素都有了自己 的放射性同位素．
(2)和天然放射性物质相比，人工放射性同位素的放 射强度容易控制，还可以制成各种所需的不同形状，特 别是，它的半衰期比天然放射性物质短得多，因此放射 性废料容易处理．由于这些优点，所以在生产和科研中 凡是用到射线时，用的都是人工放射性同位素，而不用 天然放射性物质．
2．1993 年，中国科学院上海原子核研究所制得了一 种新的铂元素的同位素27082Pt，制取过程如下：(1)用质子 轰击铍靶94Be 产生快中子；(2)用快中子轰击汞28004Hg，反 应过程可能有两种：①生成27082Pt，放出氦原子核，②生成 27082Pt，同时放出质子、中子；(3)生成的铂20728Pt 发生两次 衰变，变成稳定的原子核汞28002Hg.写出上述核反应方程．
(2)气泡室：原理同云室的原理类似，所不同的是气 泡室里装的是液滴，如液态氢．
粒子通过过热液体时，在它的周围产生气泡而形成 粒子的径迹．
(3)盖革—米勒计数器 ①优点：GM 计数器非常灵敏，使用方便． ②缺点：只能用来计数，不能区分射线的种类．
判断正误
1．射线中的粒子与其他物质作用时，产生一些现象， 可以显示射线的存在．(√)
警示：(1)核反应过程一般都是不可逆的，核反应方 程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向．
(2)核反应方程遵循质量数守恒而不是质量守恒，核 反应过程中，一般会发生质量的变化．
【典例 2】 (1)完成下列核反应方程：
①42He＋115B→147N＋________； ②42He＋2113Na→________＋11H； ③42He＋94Be→126C＋________； ④42He＋2173Al＋3105P＋________．
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第十九章
原子核
6 重核的裂变
学
习
目
标
1.知道什么是核裂变． 2．知道链式反应，并能 计算核裂变释放的核 能． 3．了解核反应堆的工作 原理． 4．知道核电站的工作模 式及核能发电的优缺点.
点 难 点 重点 1.重核裂变 反应的核能 计算． 2．核反应 堆的工作原 理. 难点 链式反应及 核电站.
【典例 1】 (多选)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，但只能裂变成两 种不同的原子核 B．铀核裂变的同时将释放 2～3 个中子 C． 为了使裂变的链式反应更容易进行， 最好用铀 235 D．铀块的体积对产生链式反应无影响
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，且可以俘获各种能量的中子而 引起裂变，而铀 238 只有俘获能量在 1 MeV 以上的高能 量中子才引起裂变，且裂变的概 99.3%的是铀 238， 0.7%的是铀 235， 中子能引起这两种铀核发生裂变， 但它 们和中子发生作用的情况不同．
(1)铀 235：俘获各种能量的中子都会发生裂变，且俘 获低能量的中子发生裂变的概率大． (2)铀 238：只有俘获能量大于 1 MeV 的中子才能发 生裂变，且裂变的概率小．能量低于 1 MeV 的中子只与 铀核发生弹性碰撞，不引起裂变．因此，为了使链式反 应容易发生，最好利用纯铀 235.
3．链式反应：当一个中子引发一个铀核裂变后，反 应释放出的中子又轰击其他原子核产生裂变……，这样 的反应一代接一代进行下去的过程，叫作裂变的链式反 应． 4．临界体积和临界质量：通常把裂变物质能够发生 链式反应的最小体积叫作它的临界体积，相应的质量叫 作临界质量．
5．发生链式反应的条件：裂变物质的体积必须大于 或等于临界体积，或裂变物质的质量必须大于或等于临 界质量．
判断正误 1．铀核的裂变是一种天然放射现象．(×) 2．铀块的质量大于临界质量时链式反应才能不停地 进行下去．(√) 3．中子的速度越快，越容易发生铀核裂变．(×)
小试身手 1 ． ( 多选 ) 当一个重核裂变时，它所产生的两个核 ( ) A．是稳定的 B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少 C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量 D．可以是多种形式的两个核的组合
把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反 应堆冷却，控制温度，故 D 正确． 答案：ABD
拓展一 对重核裂变的分析 1．铀核的裂变和裂变方程． (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，使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块， 同时放出 2 或 3 个中子，这些中子又引起其他铀核裂变， 这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核 能． (3)常见的裂变方程：
重
知识点一 重核裂变及链式反应 提炼知识 1．裂变：重核被中子轰击后分裂成两块质量差不多 的新原子核，释放出核能的反应． 2．铀核裂变：用中子轰击铀核，铀核发生裂变，铀 核裂变的产物是多样的，其中最典型的反应是生成钡和 氪，同时放出三个中子．核反应方程式为：
235 1 144 89 1 U ＋ n → Ba ＋ Kr ＋ 3 92 0 56 36 0n.
(3)控制棒：为了控制能量释放的速度，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 用镉吸收中子的特性，就可以容易地控制链式反应的速 度．
2．工作原理：核燃料裂变释放能量，使反应区温度 升高． 3．能量输出：利用水或液态的金属钠等流体在反应 堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发 电．
1 139 95 1 ①235 U ＋ n ―→ Xe ＋ Sr ＋ 2 92 0 54 38 0n. 1 144 89 1 ②235 U ＋ n ―→ Ba ＋ Kr ＋ 3 92 0 56 36 0n.
2．链式反应的条件． (1)有慢中子轰击． (2)铀块的体积大于临界体积，或铀块的质量大于临 界质量． 以上两个条件满足一个，则另一个条件自动满足．
3． 裂变反应的能量： 铀核裂变为中等质量的原子核， 发生质量亏损， 所以放出能量． 一个铀 235 核裂变时释放 的能量如果按 200 MeV 估算，1 kg 铀 235 全部裂变放出 的能量相当于 2 800 t 标准煤完全燃烧时释放的能量，裂 变时能产生几百万度的高温． 4． 铀的同位素中铀 235 比铀 238 更易发生链式反应．
小试身手 2．(多选)关于核反应堆，下列说法正确的是( 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 )
解析：铀棒是核燃料，裂变时可放出能量，故 A 正 确；镉棒吸收中子的能力很强，作用是调节中子数目以控 制反应速度，即控制反应堆功率，故 B 正确；慢中子最 容易引发核裂变，所以在快中子碰到铀棒前要进行减速， 石墨的作用是使中子减速，故 C 错误；水或液态金属钠 等流体在反应堆内外循环流动，
4．核污染的处理：为避免核射线对人体的伤害和放 射性物质对水源、空气和工作场所造成的放射性污染， 在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变 反应放出的各种射线，核废料具有很强的放射性，需要 装入特制的容器，深埋地下．
判断正误 1．重核裂变的链式反应速度是无法控制的．(×) 2．核废料没有放射性，无须处理．(×) 3．核反应释放的能使反应区的温度升高．(√)
解析：重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出 2～3 个中子，故中子数会减少，重核裂变的产物是多种 多样的，选项 B、D 正确． 答案：BD
知识点二 核电站 提炼知识 1．核电站：是利用核能发电，它的核心设施是反应 堆，它主要由以下几部分组成： (1)燃料：铀棒； (2)慢化剂：铀 235 容易捕获慢中子发生反应，采用 石墨或重水作慢化剂；
原子核
6 重核的裂变
学
习
目
标
1.知道什么是核裂变． 2．知道链式反应，并能 计算核裂变释放的核 能． 3．了解核反应堆的工作 原理． 4．知道核电站的工作模 式及核能发电的优缺点.
点 难 点 重点 1.重核裂变 反应的核能 计算． 2．核反应 堆的工作原 理. 难点 链式反应及 核电站.
【典例 1】 (多选)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，但只能裂变成两 种不同的原子核 B．铀核裂变的同时将释放 2～3 个中子 C． 为了使裂变的链式反应更容易进行， 最好用铀 235 D．铀块的体积对产生链式反应无影响
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，且可以俘获各种能量的中子而 引起裂变，而铀 238 只有俘获能量在 1 MeV 以上的高能 量中子才引起裂变，且裂变的概 99.3%的是铀 238， 0.7%的是铀 235， 中子能引起这两种铀核发生裂变， 但它 们和中子发生作用的情况不同．
(1)铀 235：俘获各种能量的中子都会发生裂变，且俘 获低能量的中子发生裂变的概率大． (2)铀 238：只有俘获能量大于 1 MeV 的中子才能发 生裂变，且裂变的概率小．能量低于 1 MeV 的中子只与 铀核发生弹性碰撞，不引起裂变．因此，为了使链式反 应容易发生，最好利用纯铀 235.
3．链式反应：当一个中子引发一个铀核裂变后，反 应释放出的中子又轰击其他原子核产生裂变……，这样 的反应一代接一代进行下去的过程，叫作裂变的链式反 应． 4．临界体积和临界质量：通常把裂变物质能够发生 链式反应的最小体积叫作它的临界体积，相应的质量叫 作临界质量．
5．发生链式反应的条件：裂变物质的体积必须大于 或等于临界体积，或裂变物质的质量必须大于或等于临 界质量．
判断正误 1．铀核的裂变是一种天然放射现象．(×) 2．铀块的质量大于临界质量时链式反应才能不停地 进行下去．(√) 3．中子的速度越快，越容易发生铀核裂变．(×)
小试身手 1 ． ( 多选 ) 当一个重核裂变时，它所产生的两个核 ( ) A．是稳定的 B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少 C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量 D．可以是多种形式的两个核的组合
把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反 应堆冷却，控制温度，故 D 正确． 答案：ABD
拓展一 对重核裂变的分析 1．铀核的裂变和裂变方程． (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，使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块， 同时放出 2 或 3 个中子，这些中子又引起其他铀核裂变， 这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核 能． (3)常见的裂变方程：
重
知识点一 重核裂变及链式反应 提炼知识 1．裂变：重核被中子轰击后分裂成两块质量差不多 的新原子核，释放出核能的反应． 2．铀核裂变：用中子轰击铀核，铀核发生裂变，铀 核裂变的产物是多样的，其中最典型的反应是生成钡和 氪，同时放出三个中子．核反应方程式为：
235 1 144 89 1 U ＋ n → Ba ＋ Kr ＋ 3 92 0 56 36 0n.
(3)控制棒：为了控制能量释放的速度，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 用镉吸收中子的特性，就可以容易地控制链式反应的速 度．
2．工作原理：核燃料裂变释放能量，使反应区温度 升高． 3．能量输出：利用水或液态的金属钠等流体在反应 堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发 电．
1 139 95 1 ①235 U ＋ n ―→ Xe ＋ Sr ＋ 2 92 0 54 38 0n. 1 144 89 1 ②235 U ＋ n ―→ Ba ＋ Kr ＋ 3 92 0 56 36 0n.
2．链式反应的条件． (1)有慢中子轰击． (2)铀块的体积大于临界体积，或铀块的质量大于临 界质量． 以上两个条件满足一个，则另一个条件自动满足．
3． 裂变反应的能量： 铀核裂变为中等质量的原子核， 发生质量亏损， 所以放出能量． 一个铀 235 核裂变时释放 的能量如果按 200 MeV 估算，1 kg 铀 235 全部裂变放出 的能量相当于 2 800 t 标准煤完全燃烧时释放的能量，裂 变时能产生几百万度的高温． 4． 铀的同位素中铀 235 比铀 238 更易发生链式反应．
小试身手 2．(多选)关于核反应堆，下列说法正确的是( 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 )
解析：铀棒是核燃料，裂变时可放出能量，故 A 正 确；镉棒吸收中子的能力很强，作用是调节中子数目以控 制反应速度，即控制反应堆功率，故 B 正确；慢中子最 容易引发核裂变，所以在快中子碰到铀棒前要进行减速， 石墨的作用是使中子减速，故 C 错误；水或液态金属钠 等流体在反应堆内外循环流动，
4．核污染的处理：为避免核射线对人体的伤害和放 射性物质对水源、空气和工作场所造成的放射性污染， 在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变 反应放出的各种射线，核废料具有很强的放射性，需要 装入特制的容器，深埋地下．
判断正误 1．重核裂变的链式反应速度是无法控制的．(×) 2．核废料没有放射性，无须处理．(×) 3．核反应释放的能使反应区的温度升高．(√)
解析：重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出 2～3 个中子，故中子数会减少，重核裂变的产物是多种 多样的，选项 B、D 正确． 答案：BD
知识点二 核电站 提炼知识 1．核电站：是利用核能发电，它的核心设施是反应 堆，它主要由以下几部分组成： (1)燃料：铀棒； (2)慢化剂：铀 235 容易捕获慢中子发生反应，采用 石墨或重水作慢化剂；