物理选修3-5核裂变课件
合集下载
教科版高中物理选修3-5课件 3 核裂变课件(教科)
301n
3．链子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这种 反应叫核裂变的__链__式__反__应____．
4．链式反应的条件 发生裂变物质的体积大于___临__界__体__积_____ 或裂变物质的质量大于__临__界__质__量____．
核反应：
[先填空]
核电站
1．核能释放的控制 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_ ．
2．减速剂
反应堆中，为了使裂变产生的快中子减速，在铀棒周围要放“减速剂”，常用的慢化剂有__石__墨___、 __重__水___和__普__通___水__．
3．控制棒 为了控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收_中__子___的能力很强，反应过于激烈时，可
部件名称
减速剂
控制棒
热循环介质
保护层
石墨、重水或普通水
采用的材料
镉
(也叫轻水)
水或液态钠 很厚的水泥外壳
吸收中子，
降低中子速度，便于
把反应堆内的 屏蔽射线，防止
作用
控制反应速
铀 235 吸收
热量传输出去 放射性污染
度
2.核反应堆与原子弹爆炸的比较 原子弹爆炸时链式反应的速度是无法控制的，为了用人工方法控制链式反应的速度，使核能比较平缓 地释放出来，人们制成了核反应堆(核电站的核心设施)．核反应堆是人工控制链式反应的装置．
4．原子反应堆是实现可控制的重核裂变的一种装置，它主要由四部分组成，即原子燃料、_减__速__剂___、 _冷__却__系__统____、控制调节系统.
【解析】 核反应堆的主要部分包括①燃料，即浓缩铀235；②减速剂，采用石墨、重水和普通水； ③控制棒，控制链式反应的速度；④冷却系统，水或液态钠等流体在反应堆外循环流动，把反应堆 的热量传输出去用于发电．
人教课标版高中物理选修3-5：《核裂变》课件-新版
如何求解原子核的结合能？
猜想获得核能的途径？
中等大小的核 最稳定，因为 这些核的比结 合能最大（平 均每个核子的 质量亏损最 大）。
物理学中把重核分裂成质量较小的核，释 放核能的反应叫做裂变．把轻核结合成质量较 大的核，释放出核能的反应叫做聚变．
〓
聚变
〓
裂变
请同学带着以下几个问题进行阅读：
(1)什么是核裂变？了解一下铀核裂变的发现史。 (2)铀核裂变的产物有什么特点？在其裂变过程中，如
典型
U 2 3 5
92
+01n→15464Ba
+3869k
r
+301n
2、多样性
铀核裂变的产物是多样的；甚至可能分裂为三 部分或四部分（概率约为分裂成两部分的千分 之三）
3、链式反应 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。
链式反应的条件： 1、铀块的体积要大于临界体积 2、有足够的慢中子 3、有足够浓度的铀235
第六节、核裂变
回顾上节课主要内容：
一、核力 二、原子核中质子数与中子的比例关系 三、结合能和比结合能 四、质量亏损
一 核力及其性质
1、核力：核子之间存在的强相互作用力。
2、核力的性质： (1) 核力是强相互作用（强力），在原子核尺度内， 核力比库仑力大得多。 (2) 核力是短程力，作用范围在1.5×10-15m之内。核 力在大于0.8×10-15m时表现为吸引力，且随距离增 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，核力表现为斥力， 因此核子不会融合在一起。 (3) 核力具有饱和性，每个核子只跟邻近的核子发生 核力作用。
重核的裂变
高二物理人教版选修3-5课件：19.6 核裂变ppt课件
探究二
首页
X 新知导学 INZHI DAOXUE
D 答疑解惑 AYI JIEHUO
D 当堂检测 ANGTANG JIANCE
问题导引 名师精讲 典例剖析
首页
X 新知导学 INZHI DAOXUE
D 答疑解惑 AYI JIEHUO
D 当堂检测 ANGTANG JIANCE
探究一
探究二
问题导引 名师精讲 典例剖析
问题导引 名师精讲 典例剖析
探究一
探究二
首页
X 新知导学 INZHI DAOXUE
D 答疑解惑 AYI JIEHUO
D 当堂检测 ANGTANG JIANCE
问题导引 名师精讲 典例剖析
【例题1】关于重核的裂变,以下说法正确的是( ) A.核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B.中子从铀块中通过时,一定发生链式反应 C.重核裂变释放出大量能量,产生明显的质量亏损,所以核子数要 减少 D.由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量,所 以重核裂变为中等质量的核时,要发生质量亏损,放出核能
越来越多的核能。
(3)常见的裂变方程:
①235
92
U+10
n→15349Xe+3985Sr+210
n
②235
92
U+10
n→15461
Ba+3962Kr+310
n
探究一
探究二
首页
X 新知导学 INZHI DAOXUE
D 答疑解惑 AYI JIEHUO
D 当堂检测 ANGTANG JIANCE
问题导引 名师精讲 典例剖析
探究一
探究二
首页
核裂变—人教版高中物理选修课件
临（界3质）量临界体积（临界质量）：
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。
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
已知
U 235
92
、3985Sr
、139
54
Xe
、1
目前，核电技术已经成熟，在经济效益方面也跟火力发电 不相上下。作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量所能提 供的能量，比煤、石油等所能提供的能量大15倍左右。核电对 环境的污染比火力要小。截止到2004年6月，全世界共有30个 国家的450座核电站在运行，核能发电已经占世界总发电量的 1/6左右。
我国有一定的核资源储量、相当规模的核技术装备核核技 术队伍，已经具备了发展核电的基本条件，截止到2004年9月， 我国已经有9台核电站进行商业运行，总装机容量达到701万千 瓦。到2020年以前，每年还将建成2－3台核电机组，将有27台 百万千瓦级的机组投入运行，总装机容量将达3600万千瓦，将 占全国总发电量的4％。
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过 2800t标准煤完全燃烧时释放的能量．
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
STS 阅读原子弹与科学家的责任
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
1.核反应堆
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒
慢化剂 链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
2、核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用？
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
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。
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
已知
U 235
92
、3985Sr
、139
54
Xe
、1
目前，核电技术已经成熟，在经济效益方面也跟火力发电 不相上下。作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量所能提 供的能量，比煤、石油等所能提供的能量大15倍左右。核电对 环境的污染比火力要小。截止到2004年6月，全世界共有30个 国家的450座核电站在运行，核能发电已经占世界总发电量的 1/6左右。
我国有一定的核资源储量、相当规模的核技术装备核核技 术队伍，已经具备了发展核电的基本条件，截止到2004年9月， 我国已经有9台核电站进行商业运行，总装机容量达到701万千 瓦。到2020年以前，每年还将建成2－3台核电机组，将有27台 百万千瓦级的机组投入运行，总装机容量将达3600万千瓦，将 占全国总发电量的4％。
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过 2800t标准煤完全燃烧时释放的能量．
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
STS 阅读原子弹与科学家的责任
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
1.核反应堆
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒
慢化剂 链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
2、核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用？
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
人教版高中物理选修35课件：核裂变+(共18张PPT)
（2）发生链式反应的条件： 裂变物质（铀块）的体积大于临界体积，裂变物质的
质量（轴块）大于临界质量。
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。
4、铀裂变时释放的能量
例：已知铀核裂变的反应：
2 9 3 2 5 U + 0 1 n 1 4 5 4 6 B a + 8 3 9 6 K r+ 3 0 1 n
核裂变
自主学习： 阅读教科书P83- P84 核裂变
思考：
1、什么叫核裂变？ 2、铀核裂变的产物？ 3、什么叫链式反应？链式反应的条件？ 4、核裂变时释放的能量及其应用？
研究表明：原子核的质量虽然随着原子序数的 增大而增大，但是二者之间并不成正比关系，其核 子的平均质量与原子序数有如图的关系：
核子的平均质量是： 原子核的质量 核子数
（3）已知：1吨优质煤完全燃烧时释放的能量大约为E1= 3 ×1010 J, 计算1Kg铀235全部裂变时所释放的能量相当于多
少吨优质煤？ XE E18.23 4 92 10 11 00 J13J2749t
1kg铀全部裂变，它放出的能量接近2800t优质煤完 全燃烧时释放的能量。
=
回顾：核裂变具有哪些特点？ (1)裂变的产物不是唯一的． (2)裂变的同时能放出2～3个(或更多个)中子． (3)裂变过程中能放出巨大的能量． 思考：我们如何利用链式反应中产生的巨大能量？
m U= 3 9 0 .3 1 3 9 1 0 -2 7k g ; m n=1.674910-27kg
m B a=2 3 7 .2 0 1 6 1 0 -2 7k g ; m k r= 1 4 9 .4 0 4 7 1 0 -2 7k g
求：（1）一个铀核裂变释放的能量； （2）试计算1kg铀235全部裂变时所释放的能量？
质量（轴块）大于临界质量。
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。
4、铀裂变时释放的能量
例：已知铀核裂变的反应：
2 9 3 2 5 U + 0 1 n 1 4 5 4 6 B a + 8 3 9 6 K r+ 3 0 1 n
核裂变
自主学习： 阅读教科书P83- P84 核裂变
思考：
1、什么叫核裂变？ 2、铀核裂变的产物？ 3、什么叫链式反应？链式反应的条件？ 4、核裂变时释放的能量及其应用？
研究表明：原子核的质量虽然随着原子序数的 增大而增大，但是二者之间并不成正比关系，其核 子的平均质量与原子序数有如图的关系：
核子的平均质量是： 原子核的质量 核子数
（3）已知：1吨优质煤完全燃烧时释放的能量大约为E1= 3 ×1010 J, 计算1Kg铀235全部裂变时所释放的能量相当于多
少吨优质煤？ XE E18.23 4 92 10 11 00 J13J2749t
1kg铀全部裂变，它放出的能量接近2800t优质煤完 全燃烧时释放的能量。
=
回顾：核裂变具有哪些特点？ (1)裂变的产物不是唯一的． (2)裂变的同时能放出2～3个(或更多个)中子． (3)裂变过程中能放出巨大的能量． 思考：我们如何利用链式反应中产生的巨大能量？
m U= 3 9 0 .3 1 3 9 1 0 -2 7k g ; m n=1.674910-27kg
m B a=2 3 7 .2 0 1 6 1 0 -2 7k g ; m k r= 1 4 9 .4 0 4 7 1 0 -2 7k g
求：（1）一个铀核裂变释放的能量； （2）试计算1kg铀235全部裂变时所释放的能量？
教科版高中物理选修(3-5)3.5《核裂变》ppt教学课件
反射层
热交换器
石墨
水 金属套和钢 筋混凝土
防护层
对核裂变和链式反应的理解
【典例1】 为使链式反应平稳进行，可采用下列的办法( )．
A．铀块可制成任何的体积
B. 铀核裂变释放的中子可直接去轰击另外的铀核 C．通过慢化剂将产生的中子减速 D．用镉棒可作为慢化剂使中子减速
解析
由于使铀块发生链式反应的体积应大于临界体积，故 A 错
1 144 89 种多样的，其中一种典型的反应是235 U ＋ n → Ba ＋ 92 0 56 36Kr＋
质量较小
的核，释放出
核能
的反应，称
31 0n .
链式反应：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．
链式反应的条件：发生裂变物质的体积大于等于 临界体积 或裂
误，铀核裂变释放出的为快中子，不能直接再去轰击铀核，必须
用慢化剂减速，而镉棒是用于控制中子数量的，故C正确，B、D
错误． 答案 C
【变式 1】
1 141 92 核反应方程式235 92U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋ aX 是反应堆中发生的
许多核反应中的一种，n 为中子，X 为待求粒子，a 为 X 的个 数，则 X 为__________，a＝__________.mU、mBa、mKr 分别
积．
二、核电站——核反应堆 原子弹杀伤力强大的原因是核能在极短时间内释放出来．如图 3-5-2核电站是利用缓慢释放的核能来发电的，这是核能的和平 利用，因此核电站是可控的链式反应．现在世界上已有不少国
家建有核电站，我国已建成使用和正在建设的核电站必将为现
代化的建设提供能源保障．
图3-5-2
核反应堆——核电站的心脏 裂变反应堆是核电站的心脏，它是一种人工控制链式反应的装
高中物理选修3-5电子核裂变ppt课件
其中各粒子质量分别为 mU＝235.043 9u，mn＝1.008 67u，
mSr＝89.907 7u，mXe＝135.907 2u， 质量亏损为 Δm＝(mU＋mn)－(mSr＋mXe＋10mn)＝0.151 0u 可见铀裂变的质量亏损是远小于一个核子的质量的，核子 数是不会减少的，因此选项 A、B、C 均错。重核裂变为中等 质量的原子核时，由于核子平均质量小，会发生质量亏损，从 而释放出核能。 综上所述，选项 D 正确。 答案：D
知识自主梳理
重核的裂变
1.定义 使重核分裂成__中__等__质__量__的原子核的核反应叫重核的裂 变。 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 29325U＋10n―→14546Ba＋8396Kr＋__3_10n__。
→ 相当于m吨煤释放的能量
如图是慢中子反应堆的示意图，对核反应堆的下列说法中 正确的是( )
A．铀 235 容易吸收快中子发生裂变反应 B．快中子跟减速剂的原子核碰撞后能量减少，变成慢中 子，慢中子容易被铀 235 俘获而引起裂变反应 C．控制棒由镉做成，当反应过于激烈时，使控制棒插入 深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些 D．若要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入深一些， 使大量快中子碰撞控制棒后变成慢中子，链式反应的速度就会 快一些
解析：根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可 知，裂变时因铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他 形式能的过程。其释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能 量，链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积， 如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反 应就不会发生。在裂变反应中核子数是不会减小的，如29325U 裂 变为9308Sr 和15346Xe 的核反应，其核反应方程为29325U＋10n―→9308Sr ＋15346Xe＋1010n，
mSr＝89.907 7u，mXe＝135.907 2u， 质量亏损为 Δm＝(mU＋mn)－(mSr＋mXe＋10mn)＝0.151 0u 可见铀裂变的质量亏损是远小于一个核子的质量的，核子 数是不会减少的，因此选项 A、B、C 均错。重核裂变为中等 质量的原子核时，由于核子平均质量小，会发生质量亏损，从 而释放出核能。 综上所述，选项 D 正确。 答案：D
知识自主梳理
重核的裂变
1.定义 使重核分裂成__中__等__质__量__的原子核的核反应叫重核的裂 变。 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 29325U＋10n―→14546Ba＋8396Kr＋__3_10n__。
→ 相当于m吨煤释放的能量
如图是慢中子反应堆的示意图，对核反应堆的下列说法中 正确的是( )
A．铀 235 容易吸收快中子发生裂变反应 B．快中子跟减速剂的原子核碰撞后能量减少，变成慢中 子，慢中子容易被铀 235 俘获而引起裂变反应 C．控制棒由镉做成，当反应过于激烈时，使控制棒插入 深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些 D．若要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入深一些， 使大量快中子碰撞控制棒后变成慢中子，链式反应的速度就会 快一些
解析：根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可 知，裂变时因铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他 形式能的过程。其释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能 量，链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积， 如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反 应就不会发生。在裂变反应中核子数是不会减小的，如29325U 裂 变为9308Sr 和15346Xe 的核反应，其核反应方程为29325U＋10n―→9308Sr ＋15346Xe＋1010n，
高中物理选修3-5优质课件：19.6 核裂变
Nhomakorabea03
1.(核裂变及链式反应)(多选)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其中的一种裂变反 应为 29325U＋10n→15464Ba＋8396Kr＋310n，下列说法正确的有
√A.上述裂变反应中伴随着中子放出
B.铀块体积对链式反应的发生无影响
√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
(2)核电站发电有什么优点？
答案 核电站发电的优点 ①消耗的核燃料少. ②作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量所能提供的能量大. ③对环境的污染要比火力发电小.
知识深化
1.核电站的主要部件及作用
组成部分
材料
裂变材料(核燃料)
浓缩铀
减速剂(慢化剂) 石墨、重水或普通水(也叫轻水)
作用 提供核燃料 使裂变产生的快中子减速
知识深化
1.常见的裂变方程 (1)29325U＋10n→15349Xe＋9358Sr＋210n (2)29325U＋10n→15464Ba＋8396Kr＋310n 2.链式反应发生的条件 (1)铀块的体积大于或等于临界体积. (2)有足够浓度的铀235. (3)有足够数量的慢中子. 3.铀的同位素中铀235比铀238更易发生链式反应.
A.15440Xe＋3963Kr C.15461Ba＋9338Sr
B.15461Ba＋9326Kr
√D.15440Xe＋3984Sr
解析 根据核反应中的质量数和电荷数守恒可知，a和b的总质量数应为235＋1－2＝ 234，总质子数应为92，A项中质量数为140＋93＝233， B项中质量数是141＋92＝233， C项中质量数为141＋93＝234，质子数为56＋38＝94， D项中质量数为140＋94＝234，质子数为54＋38＝92.综上可知，答案为D.
1.(核裂变及链式反应)(多选)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其中的一种裂变反 应为 29325U＋10n→15464Ba＋8396Kr＋310n，下列说法正确的有
√A.上述裂变反应中伴随着中子放出
B.铀块体积对链式反应的发生无影响
√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
(2)核电站发电有什么优点？
答案 核电站发电的优点 ①消耗的核燃料少. ②作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量所能提供的能量大. ③对环境的污染要比火力发电小.
知识深化
1.核电站的主要部件及作用
组成部分
材料
裂变材料(核燃料)
浓缩铀
减速剂(慢化剂) 石墨、重水或普通水(也叫轻水)
作用 提供核燃料 使裂变产生的快中子减速
知识深化
1.常见的裂变方程 (1)29325U＋10n→15349Xe＋9358Sr＋210n (2)29325U＋10n→15464Ba＋8396Kr＋310n 2.链式反应发生的条件 (1)铀块的体积大于或等于临界体积. (2)有足够浓度的铀235. (3)有足够数量的慢中子. 3.铀的同位素中铀235比铀238更易发生链式反应.
A.15440Xe＋3963Kr C.15461Ba＋9338Sr
B.15461Ba＋9326Kr
√D.15440Xe＋3984Sr
解析 根据核反应中的质量数和电荷数守恒可知，a和b的总质量数应为235＋1－2＝ 234，总质子数应为92，A项中质量数为140＋93＝233， B项中质量数是141＋92＝233， C项中质量数为141＋93＝234，质子数为56＋38＝94， D项中质量数为140＋94＝234，质子数为54＋38＝92.综上可知，答案为D.
高中物理选修3-5：19.6 核裂变 课件
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
原子弹
二战时期，美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的 毁伤。在长崎投掷的原子弹爆炸后形成蘑菇状云团，爆炸 产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多，长崎市60% 的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37% ；广岛市区 80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡 总人数占全市总人口的53%。
。2021年3月11日星期四2021/3/112021/3/112021/3/11
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/112021/3/112021/3/113/11/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/112021/3/11March 11, 2021
§6 核 裂 变
学习目标
1. 知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量； 2. 知道什么是链式反应； 3. 会计算重核裂变过程中释放出的能量； 4. 知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核 电站及核能发电的优缺点。
设计思路
通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，能够做到重核 裂变的核反应方程式的书写，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；通过核子平均质量与原子序数的关系， 推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能 量这一结论。
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
原子弹
原子弹相关的几个描述
“小玩意儿”钚装药重6.1 kg,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
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
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
链式反应的发生条件
发生链式反应的条件： ①要有足够浓度的铀235
防止杂质吸 收中子，影 响链式反应
原子弹
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤
在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团， 爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里 多．
广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧生， 72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53% ．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人， 占全市37% ．
②要有足够数量的慢中子
③铀块的体积要大于临界体积， 质量大于其临界质量
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
链式反应的过程
铀核裂变的过程
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 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 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，这样裂变就会不断进行下去，释放出越来越多的核能 核能的释放： 由于重核的核子的平均质量大于中等质量原子核的核子的平均质量，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
人教版高中物理选修3-5课件：-19.6核裂变-(共24张PPT)
问题与练习解答：
1、什么是核度?什么是链式反应?
解：重原子核受到中子的轰击后分裂成两个或两个以 上中等质量原子核的现象，成为重核的裂变，由重核 裂变产生的中子使得裂变反应一代接一代继续下去的 过程，叫做和裂变的链式反应。
2、在反应难中，用什么方法控制核裂变的速度?
解：在核反应堆中，主要通过调节控制棒的位置来 控制核裂变的速度。
STS
原子弹与科学家的责任
为了打破核垄所，最终消灭核武器， 1964年10月16日我国第一颗原子弹爆炸成 功。同时，我国政府郑重承诺:中国在任何 时候、任何情况下，都不首先使用核武器， 不对无核国家或地区使用或威胁使用核武 器。我国研制成功原子弹，极大地增强了 我国的国防力量。
二、核电站
原子核的链式反应也可以在人工控
反应堆主要部件
核电站工作流程
核电站工作的流程：第一回路中水被泵压入反应堆，通过堆芯时利用反应放出的热 水来增加水的内能，水的温度升高。后来，第一回路的水进入热交换器，把热量传给第 二回路的水，然后又被泵圧回到反应堆里。
在热交换器里，第二回路的水被加热生成高温高压蒸汽，驱动汽轮机运转。
核电站发电的优点 (1)消耗的核燃料少，一座百万千瓦级的核电站，一 年只消耗浓缩铀30t左右，而同样功率的火电站每年 要消耗250万吨优质煤。 (2)作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大。 (3)对环境的污染要比火力发电小．。
水泥防护层水泥防护层控制棒控制棒燃料棒燃料棒铀棒减速剂减速剂链式反应的应用链式反应的应用核电站慢中子反应堆核电站慢中子反应堆部件名称慢化剂控制棒热循环介质保护层采用石墨重水或普通水也叫轻水很厚的水泥外壳作用降低中子速度便于铀235吸收吸收中子控制反应速度把反应热量传输出去屏蔽射线防止放射性污反应堆主要部件核电站工作流程核电站工作的流程
核裂变ppt课件
ΔE = Δmc2 = 0.01884 ×931.5MeV
= 17.59MeV
20
计算表明，这个核反应释放的能量是 17.6MeV 。这个量值虽然比一个铀核裂变产生的 能量（201MeV）少，但平均每个核子产生的能量
17.6 = 3.52MeV 2+3
是铀裂变（
201 235 + 1
=
0.852MeV）的约4倍。
2.实现核聚变的难点：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：1.磁约束 2.惯性约束
磁约束
带电粒子运动时在均匀磁场中会洛伦兹力的 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。
7
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。
8
（2）发生链式反应的条件：
铀块的质量大于临界质量，或者铀块的 体积大于临界体积。
素的 元 种 35
200 多种 同 位素
爆 炸
发生链式反应
9
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t 优质煤完全燃烧时释放的能量．
控制棒：镉棒，用于吸收中子， 控制核反应的快慢。
解决能源危机根本途径——核能。 可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。 核聚变资源可使用几亿年。
16
17
核子平 均质量
D E
合成
F
O
Fe
原子序数
18
一、核聚变
1 、 轻核的聚变
某些轻核能够结合在一起，生成一 个较大的原子核，同时放出大量的核能。 这种核反应叫做聚变。
人教版选修3-5
第十九章 原子核
第六节 核裂变
1
核反应
高中物理 19.6 核裂变 新人教版选修3-5
ppt课件
(3)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.一般说来，平均每个核子放出的能量约为1 MeV，1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t标准煤燃烧时释放 的能量，裂变时能产生几万度的高温.
ppt课件
3.链式反应的条件 (1)铀块的体积大于临界体积 (2)铀块的质量大于临界质量. 以上两个条件满足一个即可.
ppt课件
3.核电站发电的优点 (1)消耗的核燃料少，一座百万千瓦级的核电站，一年只消耗 浓缩铀30 t左右，而同样功率的火电站每年要消耗250万吨优 质煤. (2)作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大. (3)对环境的污染要比火力发电小.
ppt课件
(1)核电站不排放二氧化碳，氮氧化合物等造成温室 效应或酸雨的气体和烟尘，有利于环境保护. (2)为防止放射性物质的泄漏，核电站一般有4道安全屏障， 大大提高了核能利用的安全性.
【解题指导】解答此题应把握以下三点：
ppt课件
【标准解答】核反应方程为
23592U+10n
13954Xe+9438Sr+310n
该反应的质量亏损为
Δm=(mU+mn)-(mXe+mSr+3mn)= (235.043 94+1.008 665) u-(138.918 44+93.915
57+3×
1.008 665) u=0.192 6 u,
ppt课件
2.反应堆工作原理：(1)在核电站中，核反应堆是热源，如图 为简化的核反应堆示意图：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.
(3)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.一般说来，平均每个核子放出的能量约为1 MeV，1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t标准煤燃烧时释放 的能量，裂变时能产生几万度的高温.
ppt课件
3.链式反应的条件 (1)铀块的体积大于临界体积 (2)铀块的质量大于临界质量. 以上两个条件满足一个即可.
ppt课件
3.核电站发电的优点 (1)消耗的核燃料少，一座百万千瓦级的核电站，一年只消耗 浓缩铀30 t左右，而同样功率的火电站每年要消耗250万吨优 质煤. (2)作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大. (3)对环境的污染要比火力发电小.
ppt课件
(1)核电站不排放二氧化碳，氮氧化合物等造成温室 效应或酸雨的气体和烟尘，有利于环境保护. (2)为防止放射性物质的泄漏，核电站一般有4道安全屏障， 大大提高了核能利用的安全性.
【解题指导】解答此题应把握以下三点：
ppt课件
【标准解答】核反应方程为
23592U+10n
13954Xe+9438Sr+310n
该反应的质量亏损为
Δm=(mU+mn)-(mXe+mSr+3mn)= (235.043 94+1.008 665) u-(138.918 44+93.915
57+3×
1.008 665) u=0.192 6 u,
ppt课件
2.反应堆工作原理：(1)在核电站中，核反应堆是热源，如图 为简化的核反应堆示意图：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.
人教版选修3-5 19.6核裂变(共35张PPT)
质量亏损： m 0.35781027 Kg
E mc 2 0.35781027 (3.0108)2 J 201MeV
总结： 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。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。铀核裂变的 产物不同，释放的能量也不同。
新课标高中物理选修3－5
第十九章 原子核
6 核裂变
1938年底，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉 斯曼在用中子轰击铀核的过程中发现，生成物中 有原子序数为56的元素钡。 奥地利物理学家迈特纳和弗里施对此做出了解释， 铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎 块。弗里施借用细胞分裂的生物学名词，把这类 核反应定名为原子核的裂变。
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过 2800t标准煤完全燃烧时释放的能量．
裂变中放出中子，数目有多有少，中子 的速度也有快有慢。以铀235为例，裂变时 产生2－3个中子，如果这些中子继续与其他 铀235核发生反应，再引起新的裂变，就能 使核裂变反应不断地进行下去。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。
那么植树节里,我们该做些什么呢?那 就是爱 护花草 树木! 我们出国留学网教室里的花草很多,给 我们营 造了一 个优美 、舒适 的学习 环境。 那
一草一木,一花一叶都凝聚了我班老师 与同学 的汗水与心血,来之不易,我们应该好好 的珍惜 。爱树 木,爱 花草,是 一种美 德,我们 从
小就应该受到这样的环保教育。 人人都喜欢绿色环境,但并不见得人人 都自觉 爱护并 创造绿
310
n
变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：
Δm 0.35781027kg
释放出的能量为
E mc 2 0.35781027 (3.0108)2 J 201MeV
总结： 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。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。铀核裂变的 产物不同，释放的能量也不同。
新课标高中物理选修3－5
第十九章 原子核
6 核裂变
1938年底，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉 斯曼在用中子轰击铀核的过程中发现，生成物中 有原子序数为56的元素钡。 奥地利物理学家迈特纳和弗里施对此做出了解释， 铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎 块。弗里施借用细胞分裂的生物学名词，把这类 核反应定名为原子核的裂变。
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过 2800t标准煤完全燃烧时释放的能量．
裂变中放出中子，数目有多有少，中子 的速度也有快有慢。以铀235为例，裂变时 产生2－3个中子，如果这些中子继续与其他 铀235核发生反应，再引起新的裂变，就能 使核裂变反应不断地进行下去。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。
那么植树节里,我们该做些什么呢?那 就是爱 护花草 树木! 我们出国留学网教室里的花草很多,给 我们营 造了一 个优美 、舒适 的学习 环境。 那
一草一木,一花一叶都凝聚了我班老师 与同学 的汗水与心血,来之不易,我们应该好好 的珍惜 。爱树 木,爱 花草,是 一种美 德,我们 从
小就应该受到这样的环保教育。 人人都喜欢绿色环境,但并不见得人人 都自觉 爱护并 创造绿
310
n
变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：
Δm 0.35781027kg
释放出的能量为
高中物理第三章原子核5核裂变课件教科选修35教科高中选修35物理课件
总结提能 解答此类题的关键在于如何把已知与所求联系 起来，特别是要能考虑到利用相对原子质量和阿伏加德罗常数 去计算1 kg铀所含的原子核的个数，只要能想到这儿，一切问 题就都迎刃而解了．
12/10/2021
第二十八页，共四十七页。
235 92
U受中子轰击时会发生裂变，产生
139 56
Ba和
94 36
第三十页，共四十七页。
重难疑点辨析 了解原子弹的原理
原子弹是利用快中子导致链式反应而发生原子爆炸的武 器．在裂变材料的体积大于临界体积时，可以使增殖系数 K>1，这时中子数可逐代倍增，最后引起原子爆炸．对纯 错误！ U，其K＝2.若N0＝1，则到第90代时，中子数已增到N＝280 个，其已大到相当于1 kg铀的原子数，因此1 kg纯错误！U只要经 过80代裂变就可以全部发生裂变．若将1 kg铀做成球状，其直 径不过5 cm，而快中子的速度约为2×107 m·s－1，所以裂变进行 得极其迅猛，其爆炸可在百分之一秒内完成．
12/10/2021
第二十页，共四十七页。
考点二 核电站
1．核心：核电站的核心是核反应堆，其简化示意图如 下：
12/10/2021
第二十一页，共四十七页。
各部分的作用如下： (1)铀棒：由天然铀或浓缩铀(铀235的含量占2%～4%)制 成，它是核反应堆的燃料． (2)石墨(或重水)：石墨(或重水)作为减速剂，附着在铀棒 周围，使反应生成的快速中子变为慢中子，便于铀235吸收， 发生裂变． (3)镉棒：主要作用是吸收中子，控制反应速度，所以叫做 控制棒． (4)混凝土防护层：屏蔽射线防止放射性污染．
的临界体积，相应的质量叫做临界质量．
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．
教科版高中物理选修35课件35核裂变
2.计算反应前后原子核的质量亏损。根据质能方程 ΔE=Δmc2计算出一个原子核裂变时释放的能量。 3.计算出总的原子核个数N,则释放的总能量为E=NΔE。
【案例展示】一个铀235原子俘获一个中子后,裂变 为氙139和锶94,同时放出三个中子,写出核反应方程 并算出一个铀核裂变时释放的核能.已知mU= 235.043 94u,mXe=138.918 44u,mSr=93.915 57u, mn=1.008 665u,1u相当于931.5MeV。
三、核电站 1.核电站:利用核能发电,它的核心设施是_核__反__应__堆__, 它主要由以下几部分组成: (1)燃料:_铀__棒__。 (2)减速剂:铀235容易捕获慢中子发生反应,采用 _石__墨__、重水或普通水作减速剂。
(3)控制棒:为了控制能量释放的速度,就要想办法调 节中子的数目,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。
【正确解答】选
238 92
U→23940Th是α24 H衰e 变
14 6
C→174
N
0 1
e
是β衰变
9 4
Be
4 2
He→是162C人工10 n转变,只有C选项是重
核裂变.
裂变问题的分析方法 1.对于裂变问题,要知道是什么原子核发生了裂变,写 出原子核的裂变方程.应注意裂变方程的质量数和电荷 数要守恒;更应注意的是,原子核的裂变方程必须是能 够实际发生的,不能随意编造。也就是说,实际发生的 核裂变必然是反应前后质量数和电荷数守恒,但质量数 和电荷数守恒的核反应方程不一定能够发生。
2.(多选)下列核反应方程,属于裂变反应的有( )
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(2)镉棒的作用是吸收中子，控制反应速度，所以也叫控制棒. 控制棒插入深一些，吸收中子多，反应速度变慢，插入浅一些，
吸收中子少，反应速度加快，采用电子仪器自动调节控制棒的
升降，就能使反应堆安全正常地工作. (3)核反应释放的能量大部分转化为内能，这时通过水、液态 钠等作冷却剂，在反应堆内外循环流动，把内能传输出去，用 于推动蒸汽机，使发电机发电.发生裂变反应时，会产生一些 有危险的放射性物质，很厚的水泥防护层可以防止射线辐射到 外面.
第十九章
原子核
6. 核 裂 变
重点：1.裂变和链式反应及裂变方程的书写.
2.了解核反应堆和核能的应用. 难点：临界质量和链式反应速度的控制.
1938年12月，德国物理学家哈恩与斯特拉斯曼利用中子 轰击铀核时，发现了铀核的裂变，向核能的利用迈出了 第一步．
一、核裂变 1.核裂变：重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原
二、链式反应 3.链式反应：当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中
子再引起其他重核裂变，且能不断反应的条件：发生裂变物质的体积大于临界体积或裂
变物质的质量大于临界质量.
三、核电站
1.核电站：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、重 水或普通水作慢化剂. (3)控制棒：为了控制能量释放的速度，就要想办法调节中子 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.
核废料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下.
【要点整合】 1.反应堆工作原理 (1)在核电站中，核反应堆是热源，如图为简化的核反应堆示
意图：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.
子核，并放出核能的过程.
2.铀核裂变：用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多 种多样的，其中一种典型的反应是23592U+10n →
89 1 36Kr+3 0n.
144 56Ba+
常见的裂变方程：
①23592U+10n→13654Xe+9038Sr+1010n
②23592U+10n→14156Ba+9236Kr+310n
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. 4.核污染的处理：为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，
重核裂变的实质： (1)重核裂变是中子轰击质量数较大的原子核，使之分裂成中等
质量的原子核，同时释放大量的能量，放出更多的中子的过程 .
(2)重核的裂变是放能核反应，原因是核反应前后质量有亏损， 根本原因是重核的比结合能相比中等质量的核的比结合能要小 . 所以在重核分解为两个中等质量核的过程中要释放能量，而且 释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量.
2.核电站发电的优点 (1)消耗的核燃料少. (2)作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大. (3)对环境的污染要比火力发电小.