第四节 核反应 核能、重核裂变

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核反应核能与裂变

核反应核能与裂变
3 1 4 2 1 0
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
m mD mT (m mn ) 0.018884u
E 17.59MeV 2 H + 3 H 4 He + 1 1 2
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
【标准解答】选A、B、D.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, 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.
E mc 0.01884 931.5MeV
2
1
0n+17.6
MeV
平均每个核子放出的能量在3MeV以上, 比裂变反应中平均每个核子放出的能量 大3~4倍
3.聚变发生的条件: 要使轻核聚变,必须使轻核接近核力 发生作用的距离10-15m,这要克服电荷 间强大的斥力作用,要求使轻核具有足 够大的动能。要使原子核具有足够大的 动能,就要给它们加热,使物质达到几 百万开尔文的高温 聚变反应又叫热核反应

高三物理核反应和核能

高三物理核反应和核能

核反应核能质能方程

一、知识点梳理

1、核反应

在核物理学中,原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为核反应.典型的原子核人工转变:

14 7N+4

2

He 17

8

O+1

1

H 质子1

1

H的发现方程卢瑟福

9 4Be+4

2

He 12

6

C+1

n 中子1

n的发现方程查德威克

2、核能

(1)核反应中放出的能量称为核能

(2)质量亏损:原子核的质量小于组成它的核子质量之和.质量亏损.(3)质能方程:质能关系为E=mc2

原子核的结合能ΔE=Δmc 2

3、裂变

把重核分裂成质量较小的核,释放出的核能的反应,叫裂变

典型的裂变反应是:

235 92U+1

n90

38

Sr+136

54

Xe+101

4.轻核的聚变

把轻核结合成质量较大的核,释放出的核能的反应叫轻核的聚变.聚变反应释放能量较

多,典型的轻核聚变为:

2

1

H+31H42He+10n

5.链式反应

一个重核吸收一个中子后发生裂变时,分裂成两个中等质量核,同时释放若干个中

子,如果这些中子再引起其它重核的裂变,就可以使这种裂变反应不断的进行下去,

这种反应叫重核裂变的链式反应

二、典型例题

例1.雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(v。)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核,其核反应方程式为

νe+3717Cl→3718Ar十 0-1e

已知3717Cl核的质量为36.95658 u,3718Ar核的质量为36.95691 u, 0-1e的质量为0.00055 u,1 u 质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据,可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量

核裂变与核聚变-高二物理课件(人教版2019选择性必修第三册)

核裂变与核聚变-高二物理课件(人教版2019选择性必修第三册)

普通炸药
爆炸
U235
裂变
氘、氚
聚变
H+ H
He+ n+17.6Mev
3
1
4
2
1
0
五、核聚变
4、可控核聚变的方案
⑴磁约束
带电粒子运动时在均匀磁场中受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。
托卡马克装置
中国科学院的环流器装置
五、核聚变
⑵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
第一道屏障——耐高温腐蚀的陶瓷体燃料芯块
可以把98%以上的裂变产物滞留在芯块内。
第二道屏障——燃料元件包壳
由优质的锆合金制成,具有良好的密封性。
第三道屏障——压力壳
将燃料棒和一回路的水完全罩住,防止燃料元件包壳少量射线泄漏。
第四道屏障——安全壳
由1m多厚的钢筋混凝土制成,整个核反应堆都装在安全壳中。
弗里施
一、核裂变的发现
核裂变:重核受粒子轰击,分裂成质量较小的核,释放核能的反应。
⑴铀核裂变的一种典型情形
氪89
中子轰
击铀235
中间产
物铀236
最典型的一种核反应方程式
235
92
3个中子
钡144
U n Ba Kr 3 n

5-4核裂变与核聚变(教学课件)——高中物理人教版(2019)选择性必修第三册

5-4核裂变与核聚变(教学课件)——高中物理人教版(2019)选择性必修第三册
(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 2~3 个中子, 这些中子又引起其他铀核裂变,这样,裂变就会不断进行下去,释放 出越来越多的核能。
(3)核能的释放:由于重核的核子平均质量大于中等质量原子核 的核子平均质量,因此,铀核裂变为中等质量的原子核时,会发生质 量亏损,释放核能。
2、核反应类型:重核的裂变只发生在人为控制的核反应中,自然 界不会自发的产生。
3、一种典型的铀核裂变
U 235 92
+
1 0
n
144 56
Ba
+
89 36
Kr
+
3
1 0
n
铀核裂变的产物是多样的,大多是二分裂
二分裂
U 235
92
1 0
n
144 56
Ba+8396Kr
3
1 0
n
U 235
92
1 0
n
139 54
每升水中就含有 0.03 g 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 物主要是泄露的氘,高速中子,质子与其他物质反应生成的发射性物质, 比裂变反应堆生成的废物数量少,容易处理

5-4 核裂变与核聚变(课件)—高中物理人教版(2019)选择性必修第三册

5-4 核裂变与核聚变(课件)—高中物理人教版(2019)选择性必修第三册
wk.baidu.com

2 1
H

3 1
H
的比结合能之和小于42
He
的比结合能,D错误。
故选C。答案:C
课堂训练
2.能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一,
下列释放核能的反应方程,表述正确的有( )
A.
3 1
H
+
2 1
H
4 2
He
1 0
n
是人工核反应
B. 235 92
U+
1 0
n
144 56
Ba
89 36
新知探究
知识点 2 反应堆与核电站
1.核反应堆:通过可控制的链式反应实现核能释放的装置称为核反应
堆.
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒 减速剂
新知探究
知识点 2 反应堆与核电站
2.反应堆工作原理 (1)热源:在核电站中,核反应堆是热源,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(重水)为慢化剂,使反应生 成的快中子变为慢中子,便于铀235的吸收,发生裂变,慢化剂附在 铀棒周围.
新知探究
知识点 3 核聚变
4.优点 核聚变产能效率高,燃料的储量丰富,更为安全、清洁。 5.实现困难 核聚变需要的温度太高,地球上没有任何容器能够经受如此高的温度。 为了解决这个难题,科学家设想了两种方案,即磁约束和惯性约束

课件2:5.4核裂变与核聚变

课件2:5.4核裂变与核聚变

C.该核反应所释放的核能为 E m1 m2 m3 m4 c2
D.12
H

3 1
H
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 E m1 m2 m3 m4 c2
C正确;
课堂达标
1.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
2 1
H
wenku.baidu.com
13
H 24
He X
.已知
2 1
H
、13 H、42 He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
239
94 Pu
等少数重核元素才能发生裂变反应,铀核
裂变时可能分裂为两部分、三部分或四部分,但产生两部分的概率最大,A、
D错误,C正确;铀核裂变为中等质量的原子核时一定释放能量,B正确。
课堂探究 二 反应堆与核电站
秦山核电站是我国自行设计、建造 和运营管理的第一座30万千瓦压水 堆核电站,地处浙江省海盐县。 秦山核电站工程建设自1985年3月 开工,1991年12月并网发电。 秦山核电站的建成发电,使我国成为 世界上第7个能够自行设计、建造 核电站的国家。

高中物理选修三5.4核裂变和核聚变教案1

高中物理选修三5.4核裂变和核聚变教案1

第4节 核裂变和核聚变

一、教学目标

1、知道重核裂变、核聚变的概念。

2、知道什么是链式反应。

3、了解聚变反应的特点及其条件,了解可控热核反应及其研究和发展.

4、会计算核反应中释放的能量。

二、教学重难点

1、核反应方程式的书写

2、释放核能的计算。

三、教学过程

(一)重核裂变

1、重核分裂成质量较小的核,释放出核能的反应,称为裂变。

2、核裂变是释放核能的方法之一。

3、铀核的裂变

(1)铀核的裂变的一种典型反应。

最典型的一种核反应方程式是

235

1141

921920563603U n Ba Kr n +→++

(2)释放的核能的计算

Δm=(235.043u+1.0087u)(1409139u+91.8973u+3.0261u)=0.2153u

ΔE=0.2153u ×931.5Mev=200.55Mev

(3)铀核裂变的产物不同,释放的能量也不同。

(二)链式反应

1、这种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程,叫做核裂变的链式反应。(见示意图523)

2、临界体积(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做它的临界体积,相应的质量叫做临界质量。

(三)轻核聚变

1、轻核聚变成较重核,引起结合能变化的方式获得核能,这样的核反应称为核聚变。

2、氢核聚变:21H+31H→42He+10n

3、能量计算:ΔE=Δmc2=17.6 MeV,平均每个核子释放能量3 MeV以上,约为裂变反应释放能量的3~4倍。

4、氚的获得:

(四)可控热核聚变

1、(1)聚变与裂变相比,轻核聚变产能效率高。

(2)聚变与裂变相比,地球上聚变燃料的储量丰富。

第四节 核能(共47张PPT)

第四节 核能(共47张PPT)

1945年,盟军收复比利时之后,发现三流荷兰画家H.
同位素发现的意义是什么?你知道同位素有哪些用途?
广东省深圳市龙岗区 大鹏镇大坑村
岭澳I期核电站
广东省深圳市龙岗区 大鹏镇岭澳村
秦山I期核电站
浙江省嘉兴市海盐县 秦山镇
秦山II期核电站
浙江省嘉兴市海盐县 武原镇杨柳山
秦山III期核电站
CANDU型重水压水堆
• 为了证实这个问题,组成了一个由著名化学家、物理学 家和艺术史家参加的国际项目小组,利用化学分析、X 光探测技术等多种方法研究画面及其颜料成分,最后宣 布,该画确是赝品。但是仍有许多人拒绝相信此结论。
伪画鉴定
• 1967年美国 Carnegie Mellon 大学的科学家 们进行了这项研究。他们利用测量作画用 颜料中铅210与镭226放射性衰变率的大小及 其接近程度判断油画的年代。
托卡马克装置
• 托卡马克(Tokamak)是一种利用磁约束来实现受控核 聚变的环性容器。它的名字 Tokamak 来源于环形 (toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈 (kotushka)。最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫 研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。
– 铅210的半衰期为22年 – 镭226的半衰期为1620年 – 镭226→铅210 铅210→钋210
• 通过鉴定确认,只有《织花边的女人》和 《微笑的少女》两幅是真迹。

高三物理 第四节 核反应 核能 第五节 裂变 知识精讲 人教版

高三物理 第四节 核反应 核能 第五节 裂变 知识精讲 人教版

高三物理第四节核反响核能第五节裂变知识精讲人教版

一. 本周教学内容:

第四节核反响核能

第五节裂变

二. 知识要点:

1. 知道什么是核反响,知道原子核的人工转变是核反响的一种形式,能够正确地写出核反响方程。

2. 理解质量亏损的概念,并能作有关计算。知道爱因斯坦质能方程的物理意义。能根据质能方程计算核反响中释放的核能。

3. 知道重核裂变和链式反响,会计算裂变过程中释放的能量。

4. 知道什么是核反响堆,了解慢中子反响堆的工作原理。

5. 知道我国使用的浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站的工作原理,都是利用重核的链式反响放出核能。原子弹的原理也是利用重核的链式反响放出核能。

三. 疑难辨析:

1. 在核物理学中,原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为核反响。原子核的人工转变就是一种核反响和衰变过程一样,在核反响中,质量数和电荷数都守恒。

2. 所谓质量亏损,是指反响物在核反响之前的总质量与核反响之后的总质量的差值。例如核子在结合成原子核时必出现质量亏损。爱因斯坦的质能方程E=mc2指出了物体的能量E 与质量m之间的密切联系,当物体的质量增加或减少Δm时,它的能量也会相应增加或减少ΔE,ΔE和Δm的关系是ΔE=Δmc2。

应当注意:①所谓质量亏损,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;反过来,把原子核分裂成核子,总质量要增加,总能量也要增加,增加的能量要由外部供给;②在由方程ΔE=Δmc2算对应的能量时要注意;当Δm的单位是kg,c的单位是m/s时,求出ΔE的单位是J;当Δm的单位是u时,可根据1u相当于931.5MeV的能量关系计算结果〔课后请证明,1原子质量单位u相当于931.5MeV的能量〕;

【高中物理】高中物理知识点:重核裂变

【高中物理】高中物理知识点:重核裂变
4、核反应堆:慢中子反应堆、快中子增殖反应堆
核反应堆是一种实现可控链式反应的装置,它可以使堆内的链式反应以一定的强度进行下去,从而稳定地释放核能。根据反应堆的工作原理,主要可分为两类:慢中子反应堆,它是目前广泛应用的实用核反应堆;快中子增殖反应堆,它属于目前正在研究和实验的核反应堆。
判断核反应类型的方法:
人工转变方程与聚变方程特征相似,仅从方程式上不易区分,要熟记几个典型的人工转变方程及聚变方程。
(4)放射性元素的原子核放出一个α粒子或β粒子而转变成新核的过程称为衰变。
衰变方程的重要特征是“一”前只有一个原子核, “→”后有一个α粒子或β粒子与一个新核。
裂变反应堆:
(1)裂变反应堆的组成部分、材料及作用
核反应方程的常见类型有:衰变、人工转变、裂变和聚变。判断某核反应方程是哪种类型的核反应时,应紧抓该类型核反应的定义,从方程式的特征上区分。
(1)重核俘获一个中子后分裂为n个中等质量核的反应过程,称为裂变。裂变方程的重要特征是“→”前有一个中子和一个重核,“→”后有两个或两个以上的中等质量的核。
(2)把轻核结合成质量较大的核,释放出核能的反应,称为聚变,又称热核反应。
【高中物理】高中物理知识点:重核裂变
重核裂变:
1、裂变:把重核分裂成质量较小的核,释放出核能的反应。
2、铀核的裂变:
。Байду номын сангаас

核裂变与核聚变-2023-2024学年高二物理集体备课课件(人教版2019选择性必修第三册)

核裂变与核聚变-2023-2024学年高二物理集体备课课件(人教版2019选择性必修第三册)
在热交换器内,第二回路中的水被加热生成高温高压 蒸汽,驱动汽轮机运转。
建造核电站时需要特别注意防止放射线和放射性物 质的泄漏,以避免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放射性污染。
为此,在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层,用 来屏蔽裂变产物放出的各种射线。核反应堆中的核废料具 有很强的放射性,需要装入特制的容器,深埋地下。
2.关于核反应的相关知识,下列说法错误的是( D )A.过量放射
性辐射对人体组织有破坏作用,所以辐射强度应严格控制在安全剂量
内B.核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度C.核反应堆中
存在核反应方程为
的核反应D.核裂变反应中,反
应物的结合能之和大于生成物的结92合235 U能10 n之和15464 Ba
§4 核裂变与核聚变
第五章 原子核
目录
CONTENTS
01 核裂变的发现 02 反应堆与核电站 03 核聚变
思考与讨论:
较重的核分裂成中等大小的核,较小的核合并成中等大小的核的过 程中,都有可能释放出能量。核电站以及原子弹、氢弹等核武器,利用 的就是这些核能。在这些装置中,核能是怎样被转化和使用的呢?
【答案】D【详解】A.该聚变反应的过程中向外释放能量,因而有质量亏损,反应 后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量和,故A错误;B.尽管存在质量亏 损∆m,但核反应中的“质量亏损”并不是质量消失,所以“物质不灭”的说法仍是正确 的,故B错误;C.由于能量守恒,则释放的能量会以γ光子的形式向外释放,故C 错误;D.根据质能方程可知,核反应释放的能量为(m1+m2+m3)c2,故D正确。故选 D。

高中物理公开课优质课件精选——原子核裂变与聚变

高中物理公开课优质课件精选——原子核裂变与聚变

二、核电站
2.工作流程
二、核电站
3.核污染的防止与处理 (1)反应堆用水泥防护层包起来。 (2)核废料装入特制容器,深埋于海底。
三、核聚变
1.核聚变: 两个质量较轻的核结合成一个质 量较大一点的核,叫做核聚变。
2.聚变方程:
2 1
H
13H
24He
01n
__(17.6MeV
)
平均每个核子释放的能量比核裂变大3~4倍。
E 17.59MeV
平均每个核子放出的能量在3MeV以上,比裂变反应中平均每个 核子放出的能量大3~4倍。
三、核聚变
3.发生条件: 两个原子核的距离接近10-15m.
4.方法: 使聚变物质达到百万开氏度高温, 克服库仑斥力,故称“热核反应”。
(激光引爆、裂变引爆)
5.核聚变的优越性: (1)放出的能量大。 (2)核Baidu Nhomakorabea料易处理。 (3)核燃料储量丰富(海水)。
三、核聚变
氢弹是利用核聚变制造的大规模杀伤性核武器。
1967年6月17日,中国第一颗氢弹爆炸成功。
92
+01
n
141 56
Ba
+ 92 36
Kr
+
301 n
mU = 390.3139 10-27 kg; mn = 1.6749 ×10-27 kg

高二物理核反应和核能

高二物理核反应和核能
27 13
Al+ He→
4 2
30 15
P+ n;
1 0
30 15
P→ 14Si+ 1e.
30
0
(3)核裂变和核聚变 ①重核裂变 重核裂变:是重核分裂成中等质量的核的反应过程. 如:235 92U+10n→13654Xe+9038Sr+ 1010n. 由于重核裂变产生的中子使裂变反应能持续地进行的 过程称为链式反应,发生链式反应的条件是:裂变物 质的体积大于临界体积. 裂变的应用:原子弹、核反应堆. ②轻核聚变 聚变是两个轻核结合成质量较大的核的反应过程. 如: 1H+ 1H→ 2He+ 0n+17.60 MeV 使核发生聚变需要几百万度以上的高温,因此聚变又叫热核反应.
第三单元 核反应 核能
基础整合
1.原子核的组成 (1)原子核由质子和中子组成. (2)具有相同的质子数、不同的中子数的原子互称为同位 素,同位素具有相同的化学性质. (3)物质发射射线的性质称为放射性,放射性元素自发地 放出射线的现象叫做天然放射现象.
2.核反应 (1)衰变射线,其射线的本质和性质如下表:
(2)原子核的人工转变 用高能粒子轰击靶核,产生另一种新核的反应过程. 典型核反应: ①卢瑟福发现质子的核反应方程为 N+ He→ O+ H. ②查德威克发现中子的核反应方程为

核能课件

核能课件

二、填空题(13×2 分=26 分) 15. 如图甲和图乙所示是释放核能的两种方式, 请回答下列问题: (1)图甲是__链式__反应, 这是__核裂__变的示意图, 若不加控制, 是制造__原子__弹的原理。 (2)图乙是__核聚__变的示意图,若不加控制,是制造__氢__弹的 原理。
核裂变和核聚变
3.(4分)下列有关反应堆工作原理的叙述中 A ,正确的是( ) A.反应堆中核反应物质是铀235 B.反应堆中发生的核反应是聚变 C . 反应堆中的铀 235 发生的链式反应是不 可控制的 D.以上说法都不正确
4.(5分)我国昌江核电工程已经开工 ,以下关 于核能发电的说法不正确的是 ( ) B A.核废料具有放射性 B.核能发电会产生大量的二氧化碳 C.核电的优点之一是功率大 D.核反应堆中发生的链式反应是可控的 5 . (5 分 ) 关于核聚变 , 下列说法中正确的是 ( C ) A.轻核聚变发生的是链式反应 B.核裂变的过程是在超高温下合成新的原子 核的过程 C.通过可控制聚变来利用核能,前景广阔 D.以上说法都正确
C 10.原子弹和核电站的根本区别是 ( ) A.核电站利用化学能,原子弹利用核能 B.核电站利用核裂变,原子弹利用核化学能 C.核电站控制裂变的链式反应速度,原子弹 对裂变的链式反应速度不加控制 D.核电站控制聚变的链式反应速度,原子弹 对聚变的链式反应速度不加控制

重核裂变

重核裂变
使裂变物资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。
五、原子弹
“小玩意儿”钚装药重6.1千克,TNT当量2.2万吨, 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.
在半径为400米的范围内,沙石被熔化成了黄绿 色的玻璃状物质,半径为1600米的范围内,所有的 动物全部死亡.
秦 山 核 电 站 大亚湾核电站
田湾核电站
核电站结构
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒
减速剂 链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
燃料:(浓缩铀235)
天然铀中只有0.7%是铀235,反应堆里用浓 缩铀(其中铀235占3 % --4 % )
为什么铀的同位素235U最易发生链式反应?
在天然铀中99.3%的是铀238,0.7%的是铀铀 235,中子能引起这两种铀发生裂变。U235能俘 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。U238只有俘获能量大 于1Mev的中子才能发生裂变,且裂变的机率小, 对于低于1Mev的中子只与铀核发生弹性碰撞,不 引起核反应。
(2)放射性沾染防护。
避开在沾染区或高照射量率的地区行动
及时穿戴个人防护器材,防止人体受沾染 人员通过沾染区时尽量乘坐车辆,在沾染区作业时要尽 量缩短时间 进入沾染区执行任务的人员,可服用抗辐射药,以减少 放射性物质在人体内的存留

高考物理 核反应 核能课件

高考物理 核反应 核能课件
——基础自测—— (2010·广东高考)关于核衰变和核反应的类型,下列表述正确的有( ) A.92238U→90234Th+24He 是α衰变 B.714N+24He→817O+11H 是β衰变 C.12H+13H→24He+01n 是轻核聚变 D.3482Se→3682Kr+2-1 0e 是重核裂变
——基础自测—— (2009·广东高考)科学家发现在月球上含有丰富的23He(氦3).它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程式为23He+23He―→211H+24He.关于23He聚变下列表述正确的是 ( ) A.聚变反应不会释放能量 B.聚变反应产生了新的原子核 C.聚变反应没有质量亏损 D.目前核电站都采用23He聚变反应发电
题型三 核反应中的动量守恒问题 [例3] 已知氘核(12H)质量为2.0136 u,中子(01n)质量为1.0087 u,氦核(23He)质量为3.0150 u,1 u相当于931.5 MeV. (1)写出两个氘核聚变成23He的核反应过程. (2)计算上述核反应中释放的核能(保留三位有效数字). (3)若两个氘核以相同的动能0.35 MeV做对心碰撞即可发生上述核反应,且释放的核能全部转化为机械能,则反应后生成的氦核(23He)和中子(01n)的速度大小之比是多少?
——要点深化—— 核能的计算方法 (1)根据爱因斯坦质能方程列式计算,即ΔE=Δmc2(Δm的单位:kg). (2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏能量,则ΔE=Δm×931.5 MeV(Δm的单位:u,1 u=1.660 6×10-27 kg).
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或 △E = △mc2
= 0.029282 × 1.66×10-27 × (3×108 )2 = 4.37 ×10-12J=27.3MeV
13. 一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子
,已知铀核的质量为3.853131×10-25 kg,钍核
质量为3.786567×10-25 kg,α粒子的质量为
6.64672×10-27 kg,在这个衰变过程中释放出来
p 12C 13N 6 7 13 13 7 N 6 C e 13 14 p 6 C 7 N 14 15 p 7 N 8 O 15 15 8 O 7 N e p 15N 12C 7 6
解:
m =6.644929×10 -27kg
m p =1.672648×10 -27kg
γ光子, 由此可见
(
B C)
A.氘核的质量等于质子和中子的质量之和
B.氘核的质量小于质子和中子的质量之和
C.核子结合成原子核时会释放核能
D.原子核分解成核子时会释放核能
例3、关于质能方程E=mc2,下述错误的是
( B ) A. 质能方程是爱因斯坦最先得出的 B. 该方程表明物体的质量和能量可以相互转化 C. 该方程表明物体的能量跟它的质量成正比
一、核反应: 某种元素的原子核变为另一种元素 的原子核的过程。 1、分类: 衰变、人工核转变、裂变等 2、核反应遵循的基本规律: 质量数和电荷数都守恒 例1、质子和中子的发现方程。 3、核反应的能量来源分析: 爱因斯坦的相对论指出,物体的能量 荷质量之间存在着密切的联系.
二、质能方程
1、质量亏损:组成核的核子总质量和 原子核的质量之差Δm 2 如:经过精确计算表明,氘核(1 H )的质量比 0 1 中子(1 n)和质子( 1 H)的质量之和要小一些。 2、质能方程: E=m c2 ΔE= Δm c2 3、证明:1 u = 931.5 MeV 4.核子在结合成原子核时,质量有亏损, 要放出能量。 反之,原子核分解成核子时要吸收能量。
D. 该方程既适用于微观粒子,也适合宏观物体
例4、 两个中子和两个质子可以结合成一个氦
核, 已知中子的质量是1.008665u, 质子的质量是 1.007276u, 氦核的质量是4.0026u, 求此核反应的 质量亏损和结合能, (1u=1.66×10-27千克, c=3×108米/秒)
解:△m=0.029282u △E= △mc2=931.5 × 0.029282= 27.3MeV
me=9.11×10-31kg
将六个方程式相加,得到
4p
2 e +2 +

ΔE= mc2 =(4m p– m 2me )c 2 -
代入数字,经计算得到
ΔE=3.95×10-12 J
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太阳辐射能量主要来自太阳内部的 [ D ] A. 化学反应 B. 放射性衰变 C. 裂变反应 D. 热核反应 11、正、负电子相遇时湮灭,同时产生一对
三 、原子核反应的类型: 1、两类基本的核反应 重核俘获一个中子后分裂为几个中等 重核 质量的核的反应过程. 在裂变的同时 裂变 要放出几个中子和大量的核能。 轻核 某些轻核结合成质量较大的核的 聚变 核反应过程,同时放出大量的核能。
2、重核裂变
-----以铀核的裂变为例
92 36
(1)一种典型的铀核裂变
的能量等于
8.7×10 -13 J(保留两位二位数字)
12. 中子质量为1.0087u,质子质量为 1.0073u,氘核的质量为2.0136u,中子和质子 结合为氘核时释放的能量为 3.7×10 -13 J。
11.裂变反应是目前利用中常用的反应,以原子核
235 92
U
为燃料的反应堆中,当
235 U
原子弹: 不可控的核反应
原子弹爆炸时的蘑菇云 “小男孩”(前)和“胖
例1、由核子结合成原子核时 ( A C )
A. 核的质量总是小于组成它的核子的质量和 B. 原子核的质量应该等于组成它的核子的质量和 C. 核子结合成原子核时要放出能量 D. 核子结合成原子核时要吸收能量。
例2、 一个质子和一个中子结合氘核时,产生
复习: 1、完成下列的核反应方程式:
235 92
U n
1 0
138 56
Ba Kr ( 3 n )
95 36
3 2
4 2
1 0
2 1
H H n ( He )
2 1 1 0
226 88 14 6
Ra
0 1
222 86
Rn ( He )
14 7
C e( N )
235 92
U 俘获一个慢中子后发生的
裂变反应可以有多种方式,其中一种可表示为
92 235.0439 1.0087 93.9154 138.9178 反应方程下方的数字为中子及有关原子的静止质量(以
94 + 01 n→ 38 Sr + 139Xe+ 3 1 n 54 0
原子质量单位u为单位)。已知1u 的质量对应的能量为
0 0 +1 -1 光子,反应方程式为_______________,若正负
e e=2
电子质量都为m,普朗克常数为h,则所产生的光
mC 2 子频率为___________。 h
9.3×102MeV,此裂变反应释放出的能量是 ________________MeV。 1.8 ×102
解:Δm=0.1933u Δ E=931.5×0.1933=1.8 ×102 MeV
16.(12分)如下一系列核反应是在恒星内部发生的,
p 12C 13N 6 7 13 13 7 N 6 C e 13 14 p 6 C 7 N 14 15 p 7 N 8 O 15 15 8 O 7 N e p 15N 12C 7 6
其中p为质子,α为α粒子,e+ 为正电子,ν为一种 中微子。已知质子的质量为mp =1.672648×10 -27kg, α 粒子的质量为mα=6.644929×10 -27kg,正电子的质量为 me=9.11×10-31kg,中微子的质量可忽略不计。真空中 的光速c=3×108 m/s。试计算该系列核反应完成后释放 的能量。
235 92
3 n U + n→ Ba+ Kr + ____ 200.6MeV
1 0 141 56
1 0
(2)链式反应: 铀核裂变时放出几个中子,再引起其他铀核裂 变而使裂变反应不断进行下去称为链式反应。 链式反应的示意图:
(3)重核裂变的应用
核电站
核心设施:核反应堆 浓缩铀制成的铀棒 石墨、重水或普通水,用于减 减速剂: 小中子的速度 控制棒:镉,用于 吸收中子,控制 核反应的快慢。
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