第六节 重核的裂变1
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第六节、重核的裂变
核反应
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 核反应．
原 子 核
电子
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
核子平均质量
D
235 92
U
+1Biblioteka 0n→15464Ba
+
89 36
Kr
+
3
1n
0
裂变中释放出巨大的能量，在上述裂 变中，裂变后的总质量小于裂变前的 总质量，质量亏损：
Δm 0.35781027 kg
释放出的能量为
ΔE Δmc2 201MeV
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．
第二次世界大战时美国在日本广岛投掷 首枚原子弹的名称。1945年8月6日由保 罗·提贝兹(Paul Tibbets)驾驶的B-29超 级空中保垒轰炸机「艾诺拉·盖」 （Enola Gay）在广岛上空三万一千英 呎(9000米)投下。在日本当地时间早上 八时十五分，在1,800呎(550米)高度爆 炸。
乌克兰 43.8%
韩国 42.8%
匈牙利 38.3%
亚美尼亚 36.4%
我国的核电站
3、核电站的优点： ①消耗的“燃料”很少
②作为核燃料的铀、钍等在地 球上的可采储量大
③对环境污染比火电站要小 （相对而言）
感谢下 载
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， 利用镉吸收中子能力很强的特 性，就可以容易地控制链式反 应的速度
防护层：
反应堆外层是很厚的水泥 壁，可防止射线辐射出去
热交换器：
靠水或液态金属钠在反应堆 内外的循环流动,把产生的热量 传输出去
水泥防护层
减 速 剂
控制棒—镉棒 燃 料 棒
铀 棒
—
链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
核电站工作流程
核能----解决能源危机的根本途径
核发电量占总发电比例最多的10个国家是：
法国 75%
立陶宛 73.1%
比利时 57.7%
保加利亚 47.1% 斯洛伐克 47%
世界核能发电占全部电量1/4
瑞典 46.8%
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．
“原子弹之父” 奥本海默 在核爆观测站里感到十分震惊， 他想起了印度一首古诗：“漫 天奇光异彩，有如圣灵逞威， 只有一千个太阳，才能与其争 辉．我是死神，我是世界的毁 灭者．”
小男孩（Little Boy）
E
F
A
Z
C B O
Fe 核子的平均质量与原子序数之间的关系
一、裂变
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，释放出核能的反映叫做聚变．
〓
聚变
〓
裂变
铀核的裂变
1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助 手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时， 铀核发生了裂变。铀核裂变的产物是多种 多样的，一种典型的反映是裂变为钡和氪， 同时放出三个中子，其核反应方程是：
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% ．
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。
二、核电站：
1、核心设施→核反应堆： 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 % ）
减速剂：
铀235容易捕获慢中子发生反 应，常采用石墨、重水或普通水 作减速剂
链式反应
用中子轰击铀核时，铀核发生 了裂变，释放出的中子又引起 了其他铀核的裂变，也就是链 式反应．
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。
链式反应的条件： ①有足够浓度的铀235 ②有足够的慢中子 ③铀块的体积要大于临界体积
原子弹
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．
在山田须磨子（一位当年的爆炸目击者） 的一幅画：在遥远的广岛上空，原子弹 爆炸后发出彩虹一般绚丽的光芒
倒塌的钢架结构建筑物
广岛红十字医院里，一 个严重烧伤的学生仰面 躺在一张草席上。他的 五官几乎全被原子弹爆 炸产生的热浪抹掉了。 四天后他死了。
原子弹
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
二、核电站
核反应
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 核反应．
原 子 核
电子
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
核子平均质量
D
235 92
U
+1Biblioteka 0n→15464Ba
+
89 36
Kr
+
3
1n
0
裂变中释放出巨大的能量，在上述裂 变中，裂变后的总质量小于裂变前的 总质量，质量亏损：
Δm 0.35781027 kg
释放出的能量为
ΔE Δmc2 201MeV
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．
第二次世界大战时美国在日本广岛投掷 首枚原子弹的名称。1945年8月6日由保 罗·提贝兹(Paul Tibbets)驾驶的B-29超 级空中保垒轰炸机「艾诺拉·盖」 （Enola Gay）在广岛上空三万一千英 呎(9000米)投下。在日本当地时间早上 八时十五分，在1,800呎(550米)高度爆 炸。
乌克兰 43.8%
韩国 42.8%
匈牙利 38.3%
亚美尼亚 36.4%
我国的核电站
3、核电站的优点： ①消耗的“燃料”很少
②作为核燃料的铀、钍等在地 球上的可采储量大
③对环境污染比火电站要小 （相对而言）
感谢下 载
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， 利用镉吸收中子能力很强的特 性，就可以容易地控制链式反 应的速度
防护层：
反应堆外层是很厚的水泥 壁，可防止射线辐射出去
热交换器：
靠水或液态金属钠在反应堆 内外的循环流动,把产生的热量 传输出去
水泥防护层
减 速 剂
控制棒—镉棒 燃 料 棒
铀 棒
—
链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
核电站工作流程
核能----解决能源危机的根本途径
核发电量占总发电比例最多的10个国家是：
法国 75%
立陶宛 73.1%
比利时 57.7%
保加利亚 47.1% 斯洛伐克 47%
世界核能发电占全部电量1/4
瑞典 46.8%
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．
“原子弹之父” 奥本海默 在核爆观测站里感到十分震惊， 他想起了印度一首古诗：“漫 天奇光异彩，有如圣灵逞威， 只有一千个太阳，才能与其争 辉．我是死神，我是世界的毁 灭者．”
小男孩（Little Boy）
E
F
A
Z
C B O
Fe 核子的平均质量与原子序数之间的关系
一、裂变
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，释放出核能的反映叫做聚变．
〓
聚变
〓
裂变
铀核的裂变
1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助 手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时， 铀核发生了裂变。铀核裂变的产物是多种 多样的，一种典型的反映是裂变为钡和氪， 同时放出三个中子，其核反应方程是：
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% ．
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。
二、核电站：
1、核心设施→核反应堆： 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 % ）
减速剂：
铀235容易捕获慢中子发生反 应，常采用石墨、重水或普通水 作减速剂
链式反应
用中子轰击铀核时，铀核发生 了裂变，释放出的中子又引起 了其他铀核的裂变，也就是链 式反应．
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。
链式反应的条件： ①有足够浓度的铀235 ②有足够的慢中子 ③铀块的体积要大于临界体积
原子弹
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．
在山田须磨子（一位当年的爆炸目击者） 的一幅画：在遥远的广岛上空，原子弹 爆炸后发出彩虹一般绚丽的光芒
倒塌的钢架结构建筑物
广岛红十字医院里，一 个严重烧伤的学生仰面 躺在一张草席上。他的 五官几乎全被原子弹爆 炸产生的热浪抹掉了。 四天后他死了。
原子弹
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
二、核电站