2020-2021学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册核裂变与核聚变优质课件下载

氚磁可约以 束利：快用带锂电中来粒制子子取运，动碰地时球在到上均铀锂匀储磁棒量场有中前会20在0要0洛亿伦进吨兹）力行的减作用速而不,石飞散墨，因的此有作可能用利用是磁使场来中约束子参加减反应速的物,故质。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
C.石墨的作用是吸收中子 2）地球上聚变燃料的储量丰富
速度比较容易进行人工控制,现在的核电站都是用核裂变反应释放核能
冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能
（每升水中就含有D0..冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能
速度比较容易进行人工控制,现在的核电站都是用核裂变反应释放核能
①核用反加 应速堆器：加人速工原控解子制核链析式反：应铀的装棒置 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
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%。
核裂变与核聚变
新知导入
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?
新知讲解
一、核裂变的发现
裂变:重核分裂成质量较小的核，并释放核能的反应。
中子
新知讲解
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
可控性
速度比较容易进行人工控制,现 在的核电站都是用核裂变反应
释放核能
目前,除氢弹以外,人们还不能控制 它
放能多少
聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量要大3~4倍
核废料处理 难度
聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多
度,故D正确。
三、核聚变
核聚变：某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核的核反应
2 1
H
+
3 1
H
4 2
He
+
1 0
n
2 1
H
+
2 1
H
Байду номын сангаас
3 2
He
+
1 0
n
新知讲解
思考讨论：发生聚变的条件: 使原子核间的距离达到 10-15 m以内， 核力才能起作用。由于原子核都带正电，要使它们靠近到这种程度，必 须克服巨大的库仑斥力。也就是说，原子核要有很大的动能才会“撞” 到一起。什么办法能使大量的原子核获得足够的动能而发生核聚变呢？
新知讲解 2 、 实 现 核 聚 变 的 方 法
①难点：地球上没有任何容器能够经受几百万开尔文的高温。 ②方案：科学家设想了两种方案，即磁约束和惯性约束。 磁约束：带电粒子运动时在均匀磁场中会在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（环流器）磁约束装置
新知讲解 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 扩散就完成了核反应。在惯性约束下，可以用激光从各个方向照射参加反应 的物质，使它们“挤”在一起发生反应。
条件：每次裂变产生的中子，至少平均有一个能引发新的裂变
①保证
U 235
92
的纯度←提纯
②铀块的大小
U 235
92
1 0
n
144 56
Ba+8396Kr
3
1 0
n
临界体积:裂变物质能够发生链式反应的最 小体积
相应的质量：临界质量
新知讲解
二分裂
多种多样
U 235
92
1 0
n
144 56
Ba+8396Kr
（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。
思氚考可讨 以论利节：用发锂中生来聚制子变取的，数条地件球目上: 使以锂原储子控量核有制间2的00反距0 亿离应吨达）到速10度-15 m,即以内控，核制力才反能应起作堆用。功率,故B正确;慢中子最容易引发核裂变,所以在
铀核发生裂变时可能分裂成两部分、三部分或四部分
3
1 0
n
235 92
U
1 0
n
139 54
Xe+9358Sr
2
1 0
n
质量数守恒，电荷守恒
三分裂
四分裂 ...
概率： 二分裂的 3
二分裂的 3
1000
10000
新知讲解 如果 1 kg 铀全部裂变，它放出的能量就相当于 2800 t
标准煤完全燃烧时放出的化学能。
1 kg
=
2800 t
课堂练习
方法: ①用加速器加速原子核 ②原子核加热到很高的温度108～109K
新知讲解
大阳是一个巨大的热 核反应堆
弹体
小 普通炸药 型
铀 235
原 子
外壳
弹
氘、氚、重
氢化钾等
引爆装置
氢弹结构示意图
释放核能
新知讲解
1、受控核聚 变
热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性
1）轻核聚变产能效率高
2）地球上聚变燃料的储量丰富
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。
新知讲解
二、反应堆与核电站
核反应堆：人工控制链式反应的装置
吸收中子、控制反应速率
(浓缩铀) 核燃料
慢中子 (石墨、轻水、重水)
新知讲解
核能发电的基本原理
新知讲解
BC 1、(多选)关于裂变反应,下列说法正确的是( )
A.用中子轰击铀核发生裂变,其一定分裂为质量差不多的两部分
B.铀核裂变为中等质量的原子核一定释放能量
C.铀核发生裂变时可能分裂成两部分、三部分或四部分
D.所有重核用中子轰击均能发生裂变反应
解析：用中子轰击
235 92
U
和
239 94
Pu
等少数重核元素才能发生裂变反应,铀
课堂练习
ABD 2、(多选)关于核反应堆,下列说法正确的是(
)
也两就个是 轻说核，结原合子成核质A要量.有较铀很大棒大的的原是动子能核核才,放会出燃“核撞料能”到一,裂起。变时释放核能
（每升水中就含有 0.
三主分要裂 原料是氘,氘在B地.四镉球分上裂棒的.储的量非作常丰用富是控制反应堆的功率
②原子核加热到很高的温度108～109K
惯性约束聚变激光
新知讲解
四、重核裂变与轻核聚变的区别
比较项目
重核裂变
轻核聚变
放能原理
重核分裂成两个或多个中等质 量的原子核,放出核能
两个轻核结合成质量较大的原子 核,放出核能
原料的蕴藏 量
核裂变燃料铀在地球上储量有 限,尤其用于核裂变的铀235在
铀矿石中只占0.7%
主要原料是氘,氘在地球上的储量 非常丰富
（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）