【高中教育】2020高中物理第四章原子核第五节裂变和聚变教学案粤教版选修3
2018-2019学年粤教版选修3-5第4章第五节裂变和聚变学案
第五节 裂变和聚变释放出的能量．一、核裂变与链式反应1．核裂变：______分裂为两个或两个以上的较轻质量的核的反应．2．链式反应：一个核的裂变能够引发一个或一个以上的核发生裂变，让核裂变的过程能____进行下去，源源不断地将____释放出来．3．铀235与铀238比较（1）天然铀储量：铀238占99.3%，铀235占0.7%． （2）与中子的作用特点①铀235俘获各种能量的中子都会发生裂变，而且俘获能量低的中子发生裂变的几率____．②铀238只有俘获能量____1 MeV 的中子才可能发生裂变，并且几率____，俘获能量低于1 MeV 的中子时，不发生裂变，而变为铀239．③为使链式反应容易发生，最好选用______． 4．一种典型的裂变反应方程 235 92U ＋10n→8936Kr＋14456Ba ＋________．5．临界体积：能够发生链式反应的铀块的____体积． 预习交流为了使裂变的链式反应容易进行，一般用高纯度的浓缩铀235，原因是什么？ 二、核聚变与受控热核反应 1．核聚变两个____聚合成一个____的核的反应．2．热核反应物质达到几百万度以上的高温时，原子的核外电子与原子完全脱离，这时小部分原子核具有足够的____，能够克服核间的________，在相互碰撞中接近到能够发生聚变的程度，因此聚变反应又叫热核反应．3．普遍性热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的__________．答案：一、1．重核2．自发核能3．（2）较大大于很小铀2354．310n5．最小预习交流：答案：由于裂变放出的中子有的可能被裂变物质中的杂质吸收而造成链式反应不能持续进行下去，要维持链式反应，就要减少裂变物质中的杂质，尽量用高纯度浓缩铀．二、1．轻核较重2．动能库仑斥力3．热核反应堆一、铀核裂变及链式反应1．核子是怎样分裂的？发生链式反应为何会有最小体积呢？2．为什么铀的同位素中铀235最容易发生链式反应？是不是所有的核裂变都能放出核能？（双选）（2011·合肥高二检测）关于重核裂变，以下说法正确的是（）．A．铀核裂变的产物是多种多样的B．铀核裂变时能同时释放出5～8个中子C．为了使裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子D．能否发生链式反应与铀块的体积无关（1）重核裂变是人为的核反应，自然界中不会自发地产生裂变．（2）用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，释放出更多的中子又引起其他铀核的裂变，这样不断继续下去，中子会不断增加，裂变反应就会不断加强，形成了裂变的链式反应．①反应特点：重核裂变成中等质量的核．②裂变过程满足质量数和电荷数守恒．③裂变过程中有质量亏损，放出能量．④利用裂变产生的中子轰击其他原子，发生链式反应．二、对核聚变的理解1．（1）从微观和宏观两个角度分析说明核聚变发生的条件是什么？（2）核聚变反应有什么特点？（3）实现热核反应有什么必要性？2．氢弹的原理是怎样的？实现热核反应有没有可能？实现热核反应存在的困难是什么？一个质子和两个中子聚变为一个氘核，已知质子质量m H＝1.007 3 u，中子质量m n＝1.008 7 u，氘核质量m＝3.018 0 u．（1）写出聚变方程；（2）求释放出的核能；（3）求平均每个核子释放的能量．1．重核裂变和轻核聚变的主要区别：（1）放能原理不同重核裂变是重核分裂成两个或多个中等质量的原子核放出的核能；而轻核聚变是两个轻核结合成质量较大的原子核放出的核能．（2）放能多少不同在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变释放更多的能量．（3）可控性不同重核裂变速度比较慢，容易进行人工控制，现在的核电站都是用裂变反应释放核能的．目前，除氢弹外，人们还不能控制轻核聚变．2．可能实现对热核反应的控制方法有：（1）磁约束：利用磁场来约束参加反应的物质．环流器是目前性能最好的一种磁约束装置．（2）惯性约束：利用强激光惯性压力约束参加反应的物质．1．有下列核反应：①42He＋2713Al→3015P＋10n②31H＋11H→42He＋γ③19 9F＋11H→16 8O＋42He④235 92U＋10n→8936Kr＋144 56Ba＋310n下列说法错误的是（）．A．①是原子核的人工转变的反应方程式B．②是聚变的核反应方程式C．③是α衰变的反应方程式D．④是裂变的核反应方程式2．（双选）关于聚变，以下说法中正确的是（）．A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时放出能量B．同样质量的物质发出聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好多倍C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能3．已知在铀235裂变成钡和氪的过程中，质量亏损Δm＝0.215 3 u，则反应中平均每个核子释放的能量为多少？4．氘核（21H）和氚核（31H）的核反应方程如下：21H＋31H→42He＋10n，该氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，中子的质量为m4，则反应过程中释放的能量为（）．A．（m1＋m2－m3）c2B．（m1＋m2－m4）c2C．（m1＋m2－m3－m4）c2D．（m3＋m4－m1－m2）c25．已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，32He核的质量为3.015 0 u．（1）写出两个氘核聚变成32He的核反应方程．（2）计算上述核反应中释放的核能．（3）若两个氘核以相等的动能0.35 MeV做对心碰撞即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成32He核和中子的动能各是多少？答案：活动与探究1：1．答案：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，这会造成核子间的距离增大，由于核子间的距离增大，所以核力迅速减弱，使得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，就这样裂变会不断地进行下去．原子核的体积很小，原子内部绝大部分是空隙．如果铀块不够大，中子通过铀块时可能碰不到铀核而跑到铀块外面去．2．答案：在天然铀中，主要有两种同位素，99.3%的是238 92U，0.7%的是235 92U，虽然中子都能引起这两种铀核发生裂变，但它们和中子作用的情况明显不同．（1）235 92U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）238 92U只有在俘获的中子的能量大于1 MeV时才能发生核反应，且裂变的几率较小．对于低于1 MeV的中子只与铀核发生弹性碰撞，不能引起核反应．故为了使链式反应容易发生，最好用纯度较高的铀235．不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不但不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量．只有重核裂变和轻核聚变能放出大量的能量．迁移与应用1：AC 解析：铀核裂变的产物是多种多样的，常见的反应是教材中所见的两个方程，A项正确．铀核裂变时能同时释放出2～3个中子，放出的中子再引起其他铀核裂变，且能不断地继续下去，成为链式反应，B项错误，C项正确．如果铀块体积不够大，生成的中子从铀块中通过时可能还没有碰到铀核就跑到铀块外面去了，能否发生链式反应与铀块的体积有关，故D错误．活动与探究2：1．答案：（1）①微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10－15 m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力．②宏观上：要使原子核具有足够大的动能，就得把它加热到几百万摄氏度的高温．由于发生聚变的温度极高，因此聚变又叫热核反应．（2）①在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变释放更多的能量．②热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以使反应进行下去．③普遍性：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆．（3）实现热核反应是有必要的，原因是：由于地球上化石燃料和裂变材料的储量有限，开发聚变能量非常重要，并且是一项十分紧迫的任务．各国科学家都在加紧研究，尽快地在地球上制造出人类自己的“太阳”，缓解甚至消除能源危机的困扰．2．答案：首先由普通炸药引爆原子弹，再由原子弹爆炸产生的高温高压引发热核爆炸．（1）实现热核反应是有可能的，因为地球上储存着丰富的聚变燃料．地球上约有138.6亿亿立方米的水，每升水中含有0.03 g氘，大约有40多亿吨氘．（2）反应中所用的氚可以利用锂来提取，地球上锂的储量有2 000亿吨，用来抽取氚足以满足聚变的需要．实现热核反应存在的困难是：地球上没有任何容器能够经受住热核反应所需要的高温．迁移与应用2：答案：（1）11H＋210n→31H （2）6.24 MeV（3）2.08 MeV解析：（1）聚变方程：11H ＋210n→31H ． （2）质量亏损Δm ＝m H ＋2m n －m ＝（1.007 3＋2×1.008 7－3.018 0）u ＝0.006 7 u ，释放的核能ΔE ＝Δmc 2＝0.006 7×931.5 MeV≈6.24 MeV． （3）平均每个核子放出的能量为 6.243MeV ＝2.08 MeV ． 当堂检测1．C 解析：我们要对人工转变、聚变、裂变和衰变的定义作深入认识，根据各种定义可知：①是人工转变的反应方程式；②是聚变的核反应方程式；③并不是α衰变，而是人工转变，衰变是自发进行的，不需要外界因素的影响；④是裂变的核反应方程式．2．BD 解析：两个轻核聚合为较大质量的原子核就可释放能量但不一定是中等质量的核，故A 项错误；聚变反应放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大得多，这点由聚变反应的特点我们就可以知道，故B 项正确；裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应的条件是原子核间距达到10－15m ，故要求有足够大的动能才能克服原子核间的斥力做功，故C 错、D 正确．3．答案：0.86 MeV解析：铀核裂变为不同的产物时，每个核子释放的能量不同，一般来说平均每个核子释放的能量约为1 MeV ．由爱因斯坦质能方程，可求得铀核裂变时放出的能量：ΔE ＝Δmc 2＝0.215 3×931.5 MeV＝201 MeV铀核中含有235个核子，所以平均每个核子释放的能量为201235MeV ＝0.86 MeV ．4．C 解析：此变化过程中释放能量，说明聚变之后，新核的质量之和小于聚变之前原来核的质量之和，质量亏损应为（m 1＋m 2）－（m 3＋m 4），而不是（m 3＋m 4）－（m 1＋m 2）．此反应的质量亏损为Δm ＝m 1＋m 2－m 3－m 4，释放的能量ΔE ＝Δmc 2＝（m 1＋m 2－m 3－m 4）c 2．5．答案：（1）21H ＋21H→32He ＋10n（2）3.26 MeV （3）0.99 MeV 2.97 MeV解析：（1）21H ＋21H→32He ＋10n ．（2）核反应中质量亏损Δm ＝2.013 6 u×2－（3.015 0 u ＋1.008 7 u ）＝0.003 5 u ，释放的核能：ΔE ＝Δmc 2＝0.003 5×931.5 MeV＝3.26 MeV ．（3）设32He 核和中子的质量分别为m 1、m 2，速度分别为v 1、v 2，则由动量守恒定律及能量守恒定律得：m 1v 1－m 2v 2＝0，E k1＋E k2＝2E k0＋ΔE解方程组可得：E k1＝14（2E k0＋ΔE ）＝14×（2×0.35＋3.26）MeV ＝0.99 MeVE k2＝34（2E k0＋ΔE ）＝34×（2×0.35＋3.26）MeV ＝2.97 MeV ．。
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2351141921920563603U n Ba Kr n +→++(2)释放的核能的计算Δm=（235.043u+1.0087u)(1409139u+91.8973u+3.0261u)=0.2153uΔE=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+10n3、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。
（3）聚变与裂变相比，轻核聚变反应更为安全、清洁。
2、发生条件：要使轻核发生聚变，必须使它们的间距达到核力作用的范围。
要使它们达到这种程度，必须克服原子核间巨大的库仑斥力，这就得让核子获得足够大的动能。
以氘核发生聚变为例，必须在大约108 K高温下，使氘核获得至少70 keV的动能才能达到核力作用的范围而发生核聚变。
高中物理 4.5 裂变和聚变同步备课课件 粤教版选修35
质量较大的核，必须使轻核间的距离达到发生核力的范围，
才能使它们紧密地结合起来，B正确(zhèngquè)，C错误；
栏 目
热核反应必须在很高的温度下才能发生，不一定要人工控制，
链 接
D错．
答案：AB
第二十七页，共29页。
►课堂训练
2．(双选)据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第
一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次
工程调试．下列关于“人造太阳”的说法正确的是( )
栏
目
A．“人造太阳”的核反应方程是
链
接
B．“人造太阳”的核反应方程是
C．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是 ΔE＝Δmc2 D．“人造太阳”核能大小的计算公式是 E＝12mc2
第二十八页，共29页。
解析： “人造太阳”发生的是氢核聚变，所以核反应方程
③热核反应的燃料在地球上储量丰富．
第二十一页，共29页。
(3)热核反应的两种方式：
①爆炸式热核反应；
②受控式热核反应(目前正处于探索、实验阶段)．
栏
3．核聚变与核裂变的区别．
目 链
接
(1)原理不同．
重核的裂变是重核裂变成几个(jǐ ɡè)中等质量的原子核，放 出能量，而聚变是几个(jǐ ɡè)轻核聚变(结合)成一个中等质量 的原子核，放出巨大的能量．
栏
怕的一面，又有可用的一面．核能已经在人类现代生活中发挥 目
链
着重要(zhòngyào)的作用，核能的利用还有哪些方面，核能又如 接 何获得呢？
第六页，共29页。
栏 目 链 接
第七页，共29页。
1．两个轻核聚合成一个较重核的反应叫____核__聚，变较重的 核分裂成两个较轻核的反应叫________．核裂变
物理选修3一5第四章第五节《裂变和聚变》
物理选修3一5第四章第五节《裂变和聚变》教学设计案《裂变和聚变》教学设计教学目标（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及其反应条件；（3）了解聚变反应的特点及其条件..（4）通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，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；教学重点链式反应及聚变核反应的特点；裂变和聚变核反应方程式的书写。
教学难点通过核子平均质量与原子序数的关系，得到裂变和聚变释放能量及这一结论。
教学方法网络录课、动画演示教学过程（一）引入新课大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟。
大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。
我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。
（二）进行新课1、裂变（fission）和聚变根据爱因斯坦的质能方程，要放出能量要发生质量亏损，通过观察核子的平均质量和原子序数的关系图，可知可以让核子平均质量较大的A分裂成较小的B和C，则发生质量亏损放出能量。
同理如果让两个核子平均质量较小的D和E结合成为一个平均质量较大的F，同样发生质量亏损，放出能量。
我们把重核分裂成两个较轻的核时，释放出核能称为重核裂变，把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称为轻核聚变。
2、铀核的裂变2.1铀核的裂变主体——u235展示铀元素动画，这是铀元素，确切的说是铀-235，它的原子核有143 个中子和92 个质子．2.2原理：当一个中子快速轰击铀-235 的原子核时，形成一个新的处于激发态的核，由于其中的核子剧烈运动，核子间距离增大，核力迅速减小，不足以克服质子间的库仑斥力，核就分裂成两部分，又根据原子序数与中子数的关系可知，由于轻核的电荷数的减小，必然出现多余的中子，故释放出中子，于是分裂出另外两个元素——钡和氪，并释放2-3 个中子，以及约200 兆电子伏的能量。
高中物理第四章原子核章末总结同步备课教学案粤教版选修3_5
高中物理第四章原子核章末总结同步备课教学案粤教版选修
3_5
章末总结
一、对核反应方程及类型的理解
1．四类核反应方程的比较
2.解题时注意事项
(1)熟记一些粒子的符号
α粒子(He)、质子(H)、中子(n)、电子(0－1e)、氘核(H)、氚核(H) (2)注意在核反应方程中，质量数和电荷数是守恒的；在解有关力学综合问题时，还有动量守恒和能量守恒．
例1 (多选)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中，表述正确的是( )
A.He＋Al―→P＋n是原子核的人工转变
B.H＋H―→He＋γ是核聚变反应
C.F＋H―→O＋He是α衰变
D.U＋n―→Sr＋Xe＋10n是裂变反应
答案ABD
解析我们要对人工转变、聚变、裂变、衰变的定义作深入认识，根据各种定义可知：A是原子核的人工转变的反应方程式；B是聚变的核反应方程式；C并不是α衰变，而是人工转变，衰变是自发进行的，不受外界因素的影响；D是裂变的核反应方程式．故A、B、D正确．针对训练1 在下列四个核反应方程式中，X表示中子的是______，属于原子核的人工转变的是________．
A.N＋He―→O＋X
B.Al＋He―→P＋X
C.H＋H―→He＋X
D.U＋X―→Sr＋Xe＋10X
答案BCD AB
解析在核反应中，不管是什么类型的核反应，都遵守电荷数守恒和质量数守恒，据此，可以判断未知粒子属于什么粒子，对A，未知粒。
2017_2018学年高中物理第四章原子核第五节裂变和聚变教学案粤教版选修3_
第五节裂变和聚变对应学生用书页码P57 1．两个轻核聚合成一个较重核的反应叫核聚变，较重的核分裂成两个较轻核的反应叫核裂变。
2．一个核的裂变引发一个或一个以上的核发生裂变，让核裂变过程自己持续下去的核反应叫做链式反应。
3．为了使铀核裂变时放出的中子再引起其他铀核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，形成链式反应，最好是利用纯铀235；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，链式反应就不会发生。
4．要使轻核聚变，就必须使轻核接近核力发生作用的距离10－15m，由于原子核是带正电的，就必须克服电荷间很大的斥力作用，这就要求使核具有足够的动能，就要给核力加热，使物质达到几百万度以上的高温，使轻核在互相碰撞中接近到可以发生聚变的程度。
因此这种反应又叫做热核反应。
5．如果要使巨大的热核反应能量不是以爆炸的形式释放，而是在人工控制下逐渐地释出来并加以利用(例如发电)，这称为受控热核反应。
6．太阳辐射能量主要来自太阳内部的热核反应。
对应学生用书页码P571.核裂变(1)概念：较重的一个核分裂成两个较轻的核时，会释放出能量，这种核反应叫做核裂变。
(2)铀核裂变分析：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2～3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优质煤燃烧时释放的能量。
(3)铀235和铀238的比较在天然铀中，99.3%的是238 92U,0.7%的是235 92U，虽然中子都能引起这两种铀核发生裂变，但它们和中子作用的情况明显不同。
2019-2020年新课标粤教版3-5选修三4.5《裂变和聚变》WORD教案2
2019-2020年新课标粤教版3-5选修三4.5《裂变和聚变》WORD教案2三种核弹的异同简单的说，它们的相同之处就在于其破坏威力都来源于某些物质的原子核核能的释放。
本世纪初科学家发现原子核中蕴藏着巨大的能量，人们将这种核能释放，并首先用于军事目的，结果促成了核武器的出现；三种核弹的不同之处在于核能释放的方式不同和破坏杀伤的形式不同。
核能的释放出现在原子核发生转变的过程中，而这种转变可分为重核裂变和氢核聚变两种方式。
一般将核裂变武器称为第一代核武器，实际上就是原子弹；将核聚变武器称为第二代核武器，实际上就是氢弹；将以调整和控制核爆炸能为特点的新一代核武器称为第三代核武器，主要包括增强某一破坏因素的核武器，如中子弹、冲击波弹、感生辐射弹、光辐射弹、电磁脉冲弹以及核定向能武器等。
作为增强的辐射武器，中子弹是目前世界上唯一已实现生产和部署的一种第三代核武器。
原子弹原子弹是利用原子核裂变反应释放出大量能量的原理制成的一种核武器，核装药一般为钚-239、铀-235。
这些物质的原子核在热中子轰击下，分裂为两个或若干个裂片和若干个中子，同时释放出巨大的能量。
新产生的中子又去轰击其它原子核，如此连续发展下去，核分裂的数量就会急剧增加，形成链式反应，仅在百分之几秒内就会出现猛烈爆炸，并放出非常大的能量。
1公斤铀释放出的能量相当于2万吨梯恩梯炸药爆炸时释放出的能量。
原子弹装药分为两块，每块都小于临界质量，因此平时不会发生核反应。
当引爆装置点燃普通炸药时，将两块装药推挤到一起，整体质量便大于临界质量，在中子的轰击下，产生原子核裂变链式反应，随即出现核爆炸。
目前原子弹的威力可达到几万吨到几百万吨梯恩梯当量。
利用铀或钚等易裂变重原子核裂变反应瞬时释放巨大能量的核武器。
又称裂变弹。
威力通常为几百到几万吨梯恩梯当量，有很大的杀伤破坏力。
可单独配置在不同的投射工具中而成为核导弹。
核航空炸弹、核地雷和核炮弹等，或用作氢弹中的初级(或称“扳机”)，为点燃轻核引起热核聚变反应提供必需的能量。
2019-2020学年粤教版物理选修3-5新素养学案：第四章第五节裂变和聚变 Word版含答案
第五节裂变和聚变1.知道什么是核裂变和核聚变及它们反应的特点．2.知道链式反应．3.能写出聚变方程并计算聚变能量．4．了解受控热核反应．一、核裂变与链式反应1．核裂变：比较重的一个核分裂成两个较轻的核时，会释放能量，这种核反应叫做核裂变．2．链式反应：一个核的裂变能够引发一个或一个以上的核发生裂变，让核裂变过程自己持续下去，源源不断地将核能释放出来，这样的核反应叫做链式反应．3．典型例子(1)铀核裂变的反应方程235U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n.92(2)铀核发生链式反应的条件①要有足够浓度的铀235；②要有足够数量的慢中子；③铀块的体积不小于临界体积．1．(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．()提示：(1)×(2)√(3)×二、受控热核反应1．核聚变：比较轻的两个轻核聚合成一个较重的核时，会释放能量，这种核反应叫做核聚变．2．热核反应：要使核发生聚变，必须使它们接近到10－15m，也就是接近到核力能够发生作用的范围．物质达到几百万度以上的高温时，原子的核外电子已经完全和原子脱离，这时小部分原子核就具有足够的动能，能够克服相互间的库仑斥力，在互相碰撞中接近到可以发生聚变的程度，因此，这种反应又叫做热核反应．3．核反应举例：21H＋31H→42He＋10n.4．受控热核反应：如果要使巨大的热核反应能量不是以爆炸的形式释放，而是在人工控制下逐渐地释放出来并加以利用，这称为受控热核反应．2．(1)核聚变时吸收能量．()(2)核聚变平均每个核子放出的能量，比裂变反应中平均每个核子放出的能量大．()(3)热核反应主要用在核武器上，那就是原子弹．()提示：(1)×(2)√(3)×铀核裂变及链式反应1．裂变的解释：重核被中子轰击后，与中子复合成一个处在高激发态的同位素，这种重核的同位素要发生形变，从一个接近球形的核变为一个拉长的椭球形的核，核子间的距离增大，核力减小不足以抵消质子间的库仑斥力而恢复原状，最后分裂成两部分，同时放出中子．2．裂变过程为什么能放出能量中等大小的原子核的平均结合能最大，这些核最稳定．如果使较重的核分裂成中等大小的核，核子的平均结合能会增加，可以释放出能量.235 92U的裂变是很常见的一种重核裂变，它裂变的反应物和生成物有多种，其中有两种很典型的反应是：235U＋10n→139 54Xe＋9538Sr＋210n92235U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310n92在重核裂变过程中，核反应满足电荷数守恒和质量数守恒．但反应前后静质量不同，发生了质量亏损，释放出能量．3．重核裂变的条件如果铀块体积不够大，生成的中子从铀块中通过时可能还没有碰到铀核就跑到铀块外面去了，所以发生链式反应时铀块的体积必须大于临界体积．(1)重核裂变是人为的核反应，自然界中不会自发的产生裂变．(2)用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，释放出更多的中子又引起其他铀核的裂变，这样不断继续下去，中子会不断增加，裂变反应就会不断加强，形成了裂变的链式反应．(多选)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是235 92U＋10n→144 56Ba ＋8936Kr＋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[解析]根据裂变反应的规律和影响半衰期的因素解决问题．裂变反应式中的10n为中子，铀块体积大于临界体积，才能发生链式反应，且铀核的链式反应是可控的，选项A、C 正确，选项B错误；放射性元素的半衰期不受外界压强、温度的影响，选项D错误．[答案]AC对核聚变的理解和计算1．从平均结合能的图线看，轻核聚变后平均结合能增加，因此聚变反应是一个放热反应．例如：21H ＋31H ―→10n ＋42He ＋17.60 MeV .2．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10－15 m ，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．3．特点：聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就会使反应继续下去．4．应用(1)核武器——氢弹．(2)可控热核反应：目前处于探索阶段．一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量m H ＝1.007 3 u ，中子质量m n ＝1.008 7 u ，氚核质量m ＝3.018 u.(1)写出聚变方程；(2)释放出的核能有多大？(3)平均每个核子释放的能量有多大？[解析] (1)聚变方程为11H ＋210n →31H.(2)质量亏损Δm ＝m H ＋2m n －m ＝(1.007 3＋2×1.008 7－3.018) u ＝0.006 7 u.释放的核能ΔE ＝Δmc 2＝0.006 7×931.5 MeV ≈6.24 MeV .(3)平均每个核子释放的能量为6.243MeV ≈2.08 MeV. [答案] (1)11H ＋210n →31H (2)6.24 MeV(3)2.08 MeV(1)核聚变反应和一般的核反应一样，也遵循电荷数和质量数守恒，这是书写核反应方程式的重要依据．(2)核能的计算关键是要求出核反应过程中的质量亏损，然后代入ΔE ＝Δmc 2进行计算．轻核聚变与重核裂变的区别(1)裂变反应是目前核能利用中常用的反应．以原子核235 92U 为燃料的反应堆中，当235 92U 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235 92U ＋ 10n → 139 54Xe ＋ 9438Sr ＋310n235.043 9 1.008 7 138.917 8 93.915 4(2)一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量m H ＝1.007 3 u ，中子质量m n ＝1.008 7 u ，氚核质量m ＝3.018 u.已知1 u 的质量对应的能量为931.5 MeV .求上述两个核反应中，平均每个核子释放的能量．[解析](1)Δm＝m前－m后＝(235.043 9＋1.008 7－138.917 8－93.915 4－3×1.008 7) u ＝0.193 3 u平均每个核子释放的能量为ΔE235＝0.193 3×931.5235MeV≈0.766 MeV.(2)质量亏损Δm＝m H＋2m n－m＝(1.007 3＋2×1.008 7－3.018)u＝0.006 7 u平均每个核子释放的能量为ΔE3＝0.006 7×931.53MeV≈2.08 MeV.[答案](1)0.766 MeV(2)2.08 MeV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，放出核能放能多少聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量大约要大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.1 L海水中大约有0.03 g氘，如果用来进行热核反应，放出的能量约与燃烧300 L汽油相当可控性速度比较容易进行人工控制，现在的核电站都是用裂变反应释放核能目前，除氢弹以外，人们还不能控制它[随堂检测]1．链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是()A．质子B．中子C．β粒子D．α粒子解析：选B.重核的裂变需要中子的轰击，在链式反应中，不断放出高速的中子使裂变可以不断进行下去，B项正确．2．铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是()A．铀块的质量是重要因素，与体积无关B．为了使裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D．能否发生链式反应与铀块的质量无关解析：选C.要使铀核裂变产生链式反应，铀块的体积必须大于临界体积，但铀核的质量无论怎样，只要组成铀块的体积小于临界体积，则不会发生链式反应，如果铀块的质量大，则其体积大，若超过临界体积则发生链式反应，裂变反应中产生的中子为快中子，这些快中子不能直接引发新的裂变．由此知A、B、D错误，C正确．3．关于重核的裂变，下列说法正确的是()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，但核子数不会减少D．重核裂变时平均结合能减小，要发生质量亏损，释放核能解析：选C.核裂变时发生质量亏损，核能转化为其他形式的能，释放的核能远远大于中子的动能，A错误；要发生链式反应，铀块的体积必须大于临界体积，B错误；任何的核反应中核子数都不变，C正确；重核的平均结合能较小，中等质量的核平均结合能最大，裂变时重核分裂为中等质量的核，平均结合能变大，产生质量亏损，释放核能，D错误．4．(多选)下列关于聚变的说法中，正确的是()A．要使聚变产生，必须克服库仑引力做功B．轻核聚变需要几百万摄氏度的高温，因此聚变又叫做热核反应C．原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，所以氢弹利用原子弹引发热核反应D．太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应解析：选BCD.轻核聚变时，要使轻核之间距离达到10－15m，所以必须克服库仑斥力做功，A错误；原子核必须有足够的动能，才能使它们接近到核力能发生作用的范围，实验证实，原子核必须处在几百万摄氏度下才有这样的能量，这样高的温度通常利用原子弹爆炸获得，故B、C正确；在太阳内部或其他恒星内部都存在着热核反应，D正确．5．用中子轰击铀核(235 92U)，其中的一个可能反应是分裂成钡(141 56Ba)和氪(9236Kr)两部分，放出3个中子．各个核和中子的质量如下：m U＝390.313 9×10－27 kg，m n＝1.674 9×10－27 kg；m Ba＝234.001 6×10－27 kg，m Kr＝152.604 7×10－27 kg.试写出核反应方程，求出反应中释放的核能．解析：根据反应前后核的质量数守恒、核电荷数守恒，就可以写出核反应方程．根据核反应前后的质量亏损，用爱因斯坦的质能方程就可求出释放的核能．此铀核裂变方程为1n＋235 92U→141 56Ba＋9236Kr＋310n则核反应前后的质量亏损为Δm＝m U＋m n－m Ba－m Kr－3m n＝0.357 8×10－27 kg.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.答案：10n＋235 92U→141 56Ba＋9236Kr＋310n 3.215 7×10－11 J[课时作业]一、单项选择题1．关于太阳辐射能的主要由来，下列说法中正确的是()A．来自太阳中重核裂变反应释放的核能B．来自太阳中轻核聚变反应释放的核能C．来自太阳中碳元素氧化释放的化学能D．来自太阳中本身贮存的大量内能解析：选B.太阳辐射能是来自轻核的聚变反应，故只有选项B正确．2．科学家发现在月球上含有丰富的32He(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32He＋32He→211H＋42He.关于32He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32He聚变反应发电解析：选B.聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量．但目前核电站都采用铀核的裂变反应，可控的轻核聚变尚在实验阶段．3．利用重核裂变释放核能时选铀235，主要原因是()A．它裂变放出核能比其他重核裂变放出的核能多B．它可能分裂成三部分或四部分C．它能自动裂变，与体积无关D．它比较容易形成链式反应解析：选D.铀235发生裂变时会生成2～3个中子，中子再去轰击铀核发生链式反应，但发生链式反应还必须要使铀块体积大于临界体积，所以选项A、B、C错误，选项D正确．4．一个235 92U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为235 92U＋10n →X＋9438Sr＋210n，则下列说法正确的是()A．X的原子核中含有86个中子B．X的原子核中含有141个核子C．因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少D．235 92U是天然放射性元素，它的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短也可能变长解析：选A.X原子核中的核子数为235＋1－94－2＝140，选项B错误；质子数为92－38＝54，中子数为140－54＝86，选项A正确；裂变时释放能量，出现质量亏损，但总质量数不变，选项C错误；半衰期不随外界环境变化而变化，选项D错误．5．铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：235 92U＋10n―→a＋b＋210n.则a＋b可能是()A．140 54Xe＋9336Kr B．141 56Ba＋9236KrC．141 56Ba＋9338Sr D．140 54Xe＋9438Sr解析：选D.利用质量数守恒和电荷数守恒可以判断出可能的核反应方程．选项A不满足电荷数守恒也不满足质量数守恒，选项C不满足电荷数守恒；选项B不满足质量数守恒；只有选项D正确．6．1个铀235吸收1个中子发生核反应时，大约放出196 MeV的能量，则1 g纯铀235完全发生核反应放出的能量为(N A为阿伏加德罗常数)()A．N A×196 MeV B．235N A×196 MeVC．235×196 MeV D．N A235×196 MeV解析：选D.1 g纯235U有1235×N A个235U.因此1 g 235U吸收中子完全发生核反应可以释放出N A235×196 MeV能量．二、多项选择题7．对以下核反应方程，说法正确的是()A．21H＋31H―→42He＋10n是聚变B．235 92U＋10n―→140 54Xe＋9438Sr＋210n是裂变C．226 90Th―→222 88Rn＋42He是α衰变D．2411Na―→2412Mg＋0－1e是裂变解析：选ABC.原子核的变化通常包括衰变、人工转变、裂变和聚变．衰变是指原子核放出α粒子或β粒子后，变成新的原子核的变化，像本题中的C和D两选项；原子核的人工转变是指在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．裂变是重核分裂成质量较小的核，像B选项；聚变是轻核结合成质量较大的核，像A选项；由上述知A、B、C是正确的．8．中国科学界“两弹一星”巨星钱学森在2009年逝世，享年98岁．人民群众深刻悼念这位有着“中国航天之父”称号的伟大科学家．下列核反应方程中属研究两弹的基本核反应方程式的是()A．14 7N＋42He―→17 8O＋11HB．235 92U＋10n―→9038Sr＋136 54Xe＋1010nC．238 92U―→234 90Th＋42HeD．21H＋31H―→42He＋10n解析：选BD.“两弹”指原子弹和氢弹，它们的核反应属于重核的裂变与轻核的聚变，故应选B、D.9．山东荣成石岛湾核电站总装机规模400万千瓦．核电站与火电站相比较，其优势在于()A．核燃料释放出的能量远大于相等质量的煤放出的能量B．就可采储量来说，地球上核燃料资源远多于煤炭C．核电站造成的污染远小于相等发电能力的火电站D．核电站比火电站更容易建造解析：选ABC.核电站与火电站相比，相等质量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要大很多，地球上可开采核矿石储量所能提供的能量约为煤、石油的15倍，只要措施得当，核电站造成的污染很小，核能属于清洁能源，选项A、B、C均正确；核电站的建造难度较大，选项D错误．10．据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试．下列关于“人造太阳”的说法正确的是() A．“人造太阳”的核反应方程是21H＋31H→42He＋10nB．“人造太阳”的核反应方程是235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310nC．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE＝Δmc2D ．“人造太阳”核能大小的计算公式是E ＝12mc 2 解析：选AC.“人造太阳”发生的是氢核聚变，所以核反应方程式为21H ＋31H →42He ＋10n ，而B 选项中的核反应是核裂变，故B 错误；“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE ＝Δmc 2，而核能大小的计算公式为E ＝mc 2，D 错误，故选项A 、C 正确．三、非选择题11．我国自行设计并研制的“人造太阳”——托卡马克实验装置运行获得重大进展，这标志着我国已经迈入可控热核反应领域先进国家行列．该反应所进行的聚变过程是21H ＋31H ―→42He ＋10n ，反应原料氘(21H)富存于海水中，而氚(31H)是放射性元素，自然界中不存在，但可以通过中子轰击锂核(63Li)的人工核转变得到．(1)请把下列用中子轰击锂核(63Li)产生一个氚核(31H)和一个新核的人工核转变方程填写完整：________＋10n ―→________＋31H.(2)在(1)中，每产生1 g 氚的同时有多少个63Li 核实现了核转变？(阿伏加德罗常数N A 取6.0×1023 mol －1)(3)一个氘核和一个氚核发生核聚变时，平均每个核子释放的能量为5.6×10－13 J ，求该核聚变过程中的质量亏损．解析：(1)核反应方程为：63Li ＋10n ―→42He ＋31H.(2)因为1 g 氚为13 mol ，根据核反应方程，实现核转变的63Li 也为13mol ，所以有2.0×1023个63Li 实现了核转变．(3)根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2，核聚变反应中有5个核子参加了反应，所以质量亏损为Δm ≈3.1×10－29 kg.答案：(1)63Li 42He (2)2.0×1023个(3)3.1×10－29 kg12.235 92U 受中子轰击时会发生裂变，产生139 56Ba 和9436Kr ，同时放出200 MeV 的能量，现要建设发电能力是50万千瓦的核电站，用铀235作为原子锅炉的燃料，假设核裂变释放的能量全部被用来发电，那么一天需要纯铀235的质量为多少？(阿伏加德罗常数取6.02×1023mol －1)解析：每天发电的总量E ＝24×3.6×103×5×108 J ＝4.32×1013 J.要得到这么多能量需要裂变的铀原子数目n ＝ 4.32×10132×108×1.6×10－19＝1.35×1024(个)．则对应的质量m ＝n N A ·μ＝1.35×10246.02×1023×235×10－3 kg ＝0.527 kg. 答案：0.527 kg。
高中物理 4.5《裂变和聚变》教案 粤教版选修3-5
裂变和聚变★新课标要求（一）知识与技能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。
5．了解聚变反应的特点及其条件.6．了解可控热核反应及其研究和发展.7．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。
（二）过程与方法1．通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，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。
2．通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。
（三）情感、态度与价值观1．激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系。
2．通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。
3．确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。
★教学重点1．链式反应及其释放核能的计算。
2．重核裂变的核反应方程式的书写。
3. 聚变核反应的特点。
★教学难点1、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。
2、聚变反应的条件。
★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。
★课时安排1 课时★教学过程重核裂变（一）引入新课教师：大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟．大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。
我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。
高中物理第四章原子核4.5裂变和聚变教案粤教版选修3_8
4.5 裂变和聚变课堂互动三点剖析一、对铀核裂变的正确理解（1）发现：1939年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.（2）核反应方程：U 23592+n Kr Ba n 10923614156103++−→−(3)裂变的解释：当中子进入铀235后，便形成了处于激发态的复核 .复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规则的形状，核子间的距离增大，因而核力减弱，使得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的铀核裂变，这样，裂变就会不断进行下去，释放出越来越多的核能.这就叫链式反应，如图4-5-1所示.图4-5-1（4）临界体积：能发生链式反应的铀块的最小体积叫它的临界体积，要发生核反应，就必须使中子击中铀核，而核的体积很小，那么在铀块不太大的情况下，中子容易在通过铀核时碰不到而跑到铀块外，因此，要发生链式反应，铀块的体积必须大于某一值，即临界体积.二、对聚变的理解（1）定义：轻核结合成质量较大的原子核的反应叫聚变，聚变反应又叫热核反应.（2）聚变反应方程式：H 21+H 31−→−He 42+n 10 应用实例：原子弹爆炸时，就能产生这样的高温，然后就可以引起核的聚变，氢弹就是根据这样的原理制成的.氢弹内部相当于还有一颗小原子弹.各个击破【例1】 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核B.铀核裂变时还能同时释放2—3个中子C.为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235D.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，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，并放出几个中子，铀235受中子的轰击时，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 以上的中子时才能引起裂变，且裂变的概率小；引起链式反应，须使铀块体积越过临界体积.故选项B 、C 两项正确.答案：BC类题演练用中子轰击铀核（U 23592），其中的一个可能反应是分裂成钡（Ba 14156）和氪（Kr 9236）两部分，放出3个中子.各个核和中子的质量如下：m U =390.313 9×10-27 kg,m n =1.674 9×10-27 kgm Ba =234.001 6×10-27 kg,m kr =152.604 7×10-27 kg试写出核反应方程，算出反应中释放的核能.解析：根据反应前后核的质量数守恒、核电荷数守恒和反应中的能量守恒，就可以写出核反应方程.根据核反应前后的质量亏损，用爱因斯坦的质能方程就可算出释放的核能.此铀核裂变方程为n 10+n Kr Ba U 10923614156235923++−→−则核反应前后的质量亏损为Δm=m U +m n -m Ba -m Kr -3m n =0.357 8×10-27 kg由爱因斯坦的质能方程可得释放的核能为ΔE=Δmc 2=0.357 8×10-27×（2.997 9×108）2 J=3.215 7×10-11 J答案：n 10+n Kr Ba U 10923614156235923++−→− 3.245 7×10-11 J 【例2】 以下说法正确的是（ ）A.聚变是裂变的逆反应B.如果裂变释放能量，则聚变反应必定吸收能量C.聚变须将反应物加热至数百万度以上高温，显然是吸收能量D.裂变与聚变均可释放巨大能量解析：从形式上看，裂变与聚变似乎是互为逆反应，但其实不然，因为两者的反应物与生成物全然不同.裂变是重核分裂成中等核，而聚变则是轻核聚合成为次轻核，无直接关联，并非互为逆反应.既然裂变与聚变不是互为逆反应，则在能量的流向上也不必相反.诚然，要实现聚变反应，必须使参加反应的轻核充分接近，需要数百万度高温提供能量.但聚变反应一旦实现，所释放的能量远大于所吸收的能量.因此，总的说来，聚变反应还是释放热量，故D 项正确.答案：D。
【优化方案】精品课件物理选修3-5(配粤教)第4章第五节
3．核反应举例：
4 2 3 1 He 2 H ＋ H → ____ ＋ 1 1 0n
4． 受控热核反应： 如果要使巨大的热核 反应能量不是以爆炸的形式释放，而是
人工控制 下逐渐地释放出来并加以 在 _________
利用，这称为受控热核反应．
思考感悟
新中国成立后为了打破西方霸权主义的核威 胁，巩固我们来之不易的独立自主，无数科 技工作者以全世界独一无二的热情及艰苦奋 斗的精神投入核武器的研制工作中，终于在 1964年、1967年分别成功爆炸我国第一颗 原子弹和第一颗氢弹，其爆炸的基本原理是 什么？
4．重核裂变和轻核聚变的对比
反应方式 比较项目 放能原理 放能多少 核废料处理难 度
重核裂变
轻核聚变
重核分裂成两个或多个中 两个轻核结合成质量较大 等质量的原子核放出核能 的原子核放出核能 聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量大约 要大3～4倍 聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多
主要原料是氘，氘在地球 核裂变燃料铀在地球上储 上的储量非常丰富.1 L海 量有限，尤其用于核裂变 水中大约有0.03 g氘，如 原料的蕴藏量 的铀235在铀矿石中只占 果用来进行热核反应放出 0.7% 的能量约和燃烧300 L汽 油相当 速度比较容易进行人工控 目前，除氢弹以外，人们 可控性 制，现在的核电站还都是 还不能控制它 用裂变反应释放核能
特别提醒：铁的比结合能最大，也就是核子 结合成铁或铁附近的原子核时，每个核子平 均放出的能量大．因此两个比铁轻的原子核 结合时，或比铁重的重核分裂时，都要放出 能量．
第五节 裂变和聚变
课标定位
课前自主学案
第 五 节
核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练
课标定位
高中物理第4章第5节裂变和聚变教案粤教版选修351030169
高中物理第4章第5节裂变和聚变教案粤教版选修351030169第五节裂变和聚变[学习目标] 1.知道核裂变和核聚变的概念，知道重核裂变和轻核聚变中能释放出巨大的能量．(重点)2.知道什么是链式反应.3.知道核聚变反应及受控热核反应.4.会计算重核裂变、轻核聚变过程中释放出的能量．(重点、难点)一、核裂变与链式反应1．核裂变重核分裂成两个较轻的核时，释放出能量，这种核反应叫做核裂变．2．链式反应为了使裂变产生的能量可以被利用，必须让一个核的裂变能够引发一个或一个以上的核发生裂变，让裂变过程自己持续下去，源源不断地将核能释放出来，这样的核反应叫做链式反应．3．典型的铀核裂变(1) 23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n(2)23592U＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n二、受控热核反应1．核聚变(1)定义：两个轻核结合成质量较大的核，并释放出能量的反应．(2)举例：21H＋31H→42He＋10n＋17.6 MeV.(3)条件：①轻核的距离要达到10－15_m以内．②需要加热到很高的温度，因此又叫热核反应．2．受控热核反应人工的热核反应可以通过原子弹爆炸时产生的高温来达到．氢弹就是这样制成的．如果要使巨大的热核反应能量不是以爆炸的形式释放，而是在人工控制下逐渐地释放出来并加以利用(例如发电)，这称为受控热核反应．3．优点(1)轻核聚变产能效率高．(2)地球上聚变燃料的储量丰富．(3)轻核聚变更为安全、清洁．4．约束方法磁约束和惯性约束．1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)铀核裂变时，可以放出多个中子．(√)(2)裂变物体的体积小于临界体积时，不可能发生链式反应．(√)(3)核聚变反应中平均每个核子放出的能量比裂变时小一些．(×)(4)轻核的聚变只要达到临界质量就可以发生．(×)(5)现在地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部的聚变反应．(√) 2．下列属于原子核裂变的链式反应的是( )A．核电站发电B．天然气的形成C．石油的形成D．利用太阳能发电A [核电站是利用原子核的链式反应发电的，A选项正确；石油和天然气的形成是复杂的过程，属于化学变化，B、C选项错误；太阳能辐射是以热传递的形式传递热量，D选项错误．] 3．据《每日邮报》报道，英国一名13岁的小学生近日宣布自己在学校实验室实现了核聚变．他表示用氘聚变氦的过程中检测到了中子，证明聚变成功，成为世界上实现聚变的最年轻的人．下面列出的核反应方程，属于聚变的是( )A.21H＋21H―→32He＋10nB.23892U―→23490Th＋42HeC.157N＋11H―→126C＋42HeD.2713Al＋42He―→3015P＋10nA [轻核聚变是指轻核结合成质量较大的核，并释放出核能的反应，所以由此可知A是轻核聚变，B是α衰变，C、D是原子核的人工转变，B、C、D选项错误，A选项正确．]重核裂变(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2～3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)能量：重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铀全部裂变放出的能量相当于2 500 t优质煤燃烧时释放的能量．裂变时能产生几百万度的高温．2．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，则另一个条件自动满足．【例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D [重核裂变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或等于其临界体积，如果体积小于临界体积，中子可能从铀块中穿过，碰不到原子核，则链式反应就不会发生．在裂变反应中质量数是守恒的，而核子数等于质量数，综上可知A、B、C均错．]对重核裂变的两点理解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．训练角度1：对重核裂变的理解1．铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是( )A．铀块的质量是重要因素，与体积无关B．为了使裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D．能否发生链式反应与铀块的质量无关C [要使铀核裂变产生链式反应，铀块的体积必须大于临界体积，但铀块的质量无论怎样，只要组成铀块的体积小于临界体积，则不会发生链式反应，裂变反应中产生的中子为快中子，这些快中子不能直接引发新的裂变，如果铀块的质量大，则其体积大，若超过临界体积则发生链式反应，由此知A 、B 、D 错误，C 正确．]训练角度2：裂变中核能的计算2．用中子轰击铀核(23592U)，其中的一个可能反应是分裂成钡(14156Ba)和氪(9236Kr)两部分，放出3个中子．各个核和中子的质量如下：m U ＝390.313 9×10－27kg ，m n ＝1.674 9×10－27kg ，m Ba ＝234.001 6×10－27kg ，m Kr ＝152.6047×10－27 kg.试写出核反应方程，算出反应中释放的核能．[解析] 此铀核裂变方程为10n ＋235 92U→141 56Ba ＋9236Kr ＋310n则核反应前后的质量亏损为Δm ＝m U ＋m n －m Ba －m Kr －3m n ＝0.357 8×10－27kg由爱因斯坦质能方程可得反应中释放的核能为 ΔE ＝Δmc 2＝0.357 8×10－27×(3.0×108)2 J ＝3.220 2×10－11J[答案] 10n ＋23592U→14156Ba ＋9236Kr ＋310n 3.220 2×10－11J轻核聚变要使轻核聚变，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．2．轻核聚变是放能反应从平均结合能的图线看，轻核聚变后平均结合能增加，因此聚变反应是一个放能反应． 3．核聚变的特点(1)在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变释放更多的能量．(2)热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以使反应进行下去．(3)普遍性：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆． 4．核聚变的应用(1)核武器——氢弹：一种不需要人工控制的轻核聚变反应装置．它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核聚变爆炸．(2)可控热核反应：目前处于探索阶段．【例2】 一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量m H ＝1.007 3 u ，中子质量m n ＝1.008 7 u ，氚核质量m ＝3.018 0 u.(1)写出聚变方程；(2)释放出的核能为多大？(3)平均每个核子释放的能量是多大？[解析] (1)聚变方程：11H＋210n→31H.(2)质量亏损Δm＝m H＋2m n－m＝(1.007 3＋2×1.008 7－3.0180)u＝0.006 7u释放的核能ΔE＝0.006 7×931 MeV≈6.24 MeV.(3)平均每个核子放出的能量为6.24MeV＝2.08 MeV.3[答案] 见解析1．核聚变反应和一般的核反应一样，也遵循电荷数守恒和质量数守恒，这是书写核反应方程式的重要依据．2．轻核聚变释放核能的计算方法(1)根据质量亏损计算．根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损(Δm)乘以真空中的光速(c＝3×108 m/s)的平方，即ΔE＝Δmc2训练角度1：对聚变的理解3．下列关于聚变的说法中，不正确的是 ( )A．要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功B．轻核聚变需要几百万摄氏度的高温，因此聚变又叫作热核反应C．原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，所以氢弹利用原子弹引发热核反应D．自然界中不存在天然的热核反应D [轻核聚变时，必须使轻核之间距离达到10－15 m，所以必须克服库仑斥力做功，A正确；原子核必须有足够的动能，才能使它们接近到核力能发生作用的范围，实验证实，原子核必须处在几百万摄氏度下才有这样的能量，这样高的温度通常利用原子弹爆炸获得，故B、C正确；在太阳内部或其他恒星内部都进行着热核反应，D错误．]训练角度2：聚变核能的计算4．大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.013 6 u，32He的质量为3.015 0 u，10n的质量为1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为( )A．3.7 MeV B．3.3 MeVC．2.7 MeV D．0.93 MeVB [在核反应方程21H＋21H→32He＋10n中，反应前物质的质量m1＝2×2.013 6 u＝4.027 2 u，反应后物质的质量m2＝3.015 0 u＋1.008 7 u＝4．023 7 u，质量亏损Δm＝m1－m2＝0.003 5 u.则氘核聚变释放的核能为E＝931×0.003 5 MeV≈3.3 MeV，选项B正确．]课堂小结知识脉络1.核裂变：重核分裂为质量较小的核，释放出核能的反应.2.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.3.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.4.两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫核聚变．约束核聚变材料的方法有磁约束和惯性约束.1．裂变反应中释放出的能量来自于( )A．核子消失转化为能量B．原子中电子与原子核的电势能减小C．入射的中子消失转化为能量D．原子核的比结合能变大，释放出能量D [核反应过程中，核子数守恒，中子并未消失，故选项A、C均错误；能量来源于原子核内部，因重核裂变为中等质量的核时，比结合能增加而释放出能量，故选项B错误，D正确．] 2．1938年德国化学家、物理学家哈恩等发现用中子轰击铀核的产物中含有中等质量的原子核钡和氪，这种现象称为核裂变，其反应方程为23592U＋10n―→14156Ba＋9236Kr＋3X.下列说法正确的是( )A．核反应方程中的X为质子B．核反应方程中的X为电子C．由核反应方程可得钡核的比结合能比铀核的比结合能大D．此核反应能自动延续下去，故铀块的体积对于维持核反应是无关紧要的C [根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可得核反应方程中的X为中子10n，A、B错误；根据教材中原子核的比结合能曲线可知，钡核的比结合能比铀核的比结合能大，C正确；如果铀块的体积小于临界体积，此核反应不能自动延续下去，铀块的体积对于维持该反应是很重要的，D错误．]3．(多选)我国科学家研制“两弹”所涉及到的基本核反应方程有：(1) 23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋k10n.(2)21H＋31H→42He＋d10n.关于这两个方程的下列说法，正确的是( )A．方程(1)属于α衰变B．方程(1)属于重核裂变C．方程(2)属于轻核聚变D．方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1BCD [方程(1)属于重核裂变，A选项错误，B选项正确；方程(2)属于轻核聚变，C选项正确；根据质量数守恒和电荷数守恒知，方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1，D选项正确．] 4．(2019·全国卷Ⅱ)太阳内部核反应的主要模式之一是质子－质子循环，循环的结果可表示为411H→42He＋201e＋2ν已知11H和42He的质量分别为m p＝1.007 8 u和mα＝4.002 6 u，1 u＝931 MeV/c2，c为光速．在4个11H转变为1个42He的过程中，释放的能量约为( )A．8 MeV B．16 MeVC．26 MeV D．52 MeVC [核反应质量亏损Δm＝4×1.007 8 u－4.002 6 u＝0.028 6 u，释放的能量ΔE＝0.028 6×931 MeV＝26.6 MeV，选项C正确．]。
高中物理 第四章 原子核 第五节 裂变和聚变教学案 粤教版选修35
第五节裂变和聚变对应学生用书页码P571．两个轻核聚合成一个较重核的反应叫核聚变，较重的核分裂成两个较轻核的反应叫核裂变。
2．一个核的裂变引发一个或一个以上的核发生裂变，让核裂变过程自己持续下去的核反应叫做链式反应。
3．为了使铀核裂变时放出的中子再引起其他铀核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，形成链式反应，最好是利用纯铀235；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，链式反应就不会发生。
4．要使轻核聚变，就必须使轻核接近核力发生作用的距离10－15m，由于原子核是带正电的，就必须克服电荷间很大的斥力作用，这就要求使核具有足够的动能，就要给核力加热，使物质达到几百万度以上的高温，使轻核在互相碰撞中接近到可以发生聚变的程度。
因此这种反应又叫做热核反应。
5．如果要使巨大的热核反应能量不是以爆炸的形式释放，而是在人工控制下逐渐地释出来并加以利用(例如发电)，这称为受控热核反应。
6．太阳辐射能量主要来自太阳内部的热核反应。
对应学生用书页码P57核裂变与链式反应1.核裂变(1)概念：较重的一个核分裂成两个较轻的核时，会释放出能量，这种核反应叫做核裂变。
(2)铀核裂变分析：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2～3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优质煤燃烧时释放的能量。
(3)铀235和铀238的比较在天然铀中，99.3%的是238 92U,0.7%的是235 92U，虽然中子都能引起这两种铀核发生裂变，但它们和中子作用的情况明显不同。
高中物理第四章原子核第五节裂变和聚变导学案粤教选修
第五节裂变和聚变班级姓名学号评价【自主学习】一、学习目标1．知道重核的裂变反应．2．知道链式反应的发生条件．知道原子弹的原理．3．知道轻核的聚变反应．知道氢弹的原理．4．了解受控热核反应的发展前景．二、重点难点1．核裂变与核聚变的条件三、问题导学1．铀核的裂变的产物是多样的，最典型的一种裂变的核反应方程式是什么样的？2．什么是链式应？发生链式反应的条件是什么？什么是临界体积？3．什么叫核聚变？热核反应？四、自主学习（阅读课本P45-47页，《金版学案》P80-81知识点1、2）1．完成《金版学案》P80预习篇五、要点透析见《金版学案》P80-81知识点1、2）【预习自测】1．两个比较轻的核聚合成一个较的核时要___ ___能量，这种核反应称为 ____________．如21H＋31 H→___________＋10n＋17.51 MeV.比较重的核分裂成两个较轻的核时要___ ___能量，这种核反应称为核裂变．铀核的一种裂变方程为23592U＋10n→8936Kr＋14456Ba＋________.2．下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是（）A．eSiP0130143015+→B．nHeHH1423121+→+C．eNC01147146-+→D．HeThU422349023892+→3．关于重核的裂变，下列说法正确的是( ) 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的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少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，放出核能第五节 裂变和聚变【巩固拓展】 课本作业P87练习1、2、31.以下核反应方程中，属于原子核裂变的是（ ）A ．HeTh U 422349023892+→ B ．n C Be He 101269442+→+ C ．nKr Ba n U 1089361445610235923++→+ D ．nHe H H 10423121+→+2．(双选)关于铀核裂变，下列说法中正确的是( ) 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核 B ．一般的，铀核裂变时还能同时释放2～3个中子 C ．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235 D ．铀块的体积对产生链式反应无影响3.(双选)一个23592U 原子核在中子的轰击下发生一种可能的核反应为23592U+10n→Z AX+9438Sr +102n ，则下叙述正确的是A ．X 原子核中含有86个中子B ．该反应是核聚变反应C ．由于该反应释放能量，根据E =mc 2判断，反应后的总质量数增加 D ．虽然该反应出现质量亏损，但反应前后总质量数不变 4. 我国科学家研制“两弹”所涉及到的基本核反应方程有：(1)nk Xe Sr n U 101365490381023592++→+ (2)nd He H H 10423121+→+关于这两个方程的下列说法，正确的是A ．方程(1)属于α衰变B ．方程(2)属于重核裂变C ．方程(1)中k=10，方程(2)中d=1D ．方程(1)中k=6，方程(2)中d=1第五节 裂变和聚变班级 姓名 学号 评价 【课堂检测】 一、重核的裂变（例举：2351141921920563603U n Ba Kr n +→++ ）1．下列核反应中，表示核裂变的是（ ） A ．238234492902U Th He →+ B ．14140671C N e -→+C ．2351141921920563603U n Ba Kr n +→++ D ．941214260Be He C n +→+二、轻核的聚变（例举： 21H ＋11H →42He ＋10n ）2．一个氘核和一个氚核发生聚变，其核反应方程是21H+31H →42He+10n ，其中氘核的质量：m D =2.014 102 u 、氚核的质量：m T =3.016 050 u 、氦核的质量：m α=4.002 603 u 、 中子的质量：m n =1.008 665 u ，1u=1.660 6×10-27kg ，e = 1.602 2×10-19C ，请求出该核反应所释放出来的能量。
高中物理第四章原子核4.5裂变和聚变素材粤教版选修35
1 高中物理第四章原子核4.5裂变和聚变素材粤教版选修
35
情景导入
1945年，在美国研制原子弹工作的最后阶段，由一年轻的加拿大物理学家斯洛廷承担投掷装置和引爆机构的试验，那时没有机械手，没有代替人作业的机器人，一切都靠物理学家双手操作，斯洛廷需用两把螺丝刀在导轨上拨弄两块半球铀块，这工作十分危险，无异于“虎口拔牙”.1946年5月，斯洛廷到比基尼岛参加第二次水下原子弹爆炸试验，他再次拿螺丝刀调整爆炸装置时，不料失手，螺丝刀滑掉了，两个半球形铀块很快就要滑到一起，眼看着一场灾难性的核爆炸事故马上就要发生.在这千钧一发之际，斯洛廷以惊人的镇定和大无畏的勇气，用双手掰开即将达到临界状态的铀块.一场核灾难避免了，可是斯洛廷已受到致命的核辐射，9天后献出了他年轻的生命.
问题：为什么斯洛廷用手掰开铀块，就避免了一场灾难？
简答：铀238要发生链式反应必须达到一定的体积，掰开铀块使其体积小于临界体积，而不能发生链式反应，也就不能产生巨大的能量.
知识预览
⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧撞达到聚变的程度使核子碰而引起的热运动核子的温度较高受控热核反应核子间距非常小聚变的条件轻核的聚变个或一个以上的核裂变一核发生裂变引发另一链式反应积发生链式反应的最小体临界体积重核的裂变核反应,,::::。
新课标粤教版3-5选修三4.5《裂变和聚变》优秀教案1(重点资料).doc
退役士兵安置条例第一章总则第一条为了规范退役士兵安置工作，保障退役士兵的合法权益，根据《中华人民共和国兵役法》，制定本条例。
第二条本条例所称退役士兵，是指依照《中国人民解放军现役士兵服役条例》的规定退出现役的义务兵和士官。
第三条国家建立以扶持就业为主，自主就业、安排工作、退休、供养等多种方式相结合的退役士兵安置制度，妥善安置退役士兵。
退役士兵安置所需经费，由中央和地方各级人民政府共同负担。
第四条全社会应当尊重、优待退役士兵，支持退役士兵安置工作。
国家机关、社会团体、企业事业单位，都有接收安置退役士兵的义务，在招收录用工作人员或者聘用职工时，同等条件下应当优先招收录用退役士兵。
退役士兵报考公务员、应聘事业单位职位的，在军队服现役经历视为基层工作经历。
接收安置退役士兵的单位，按照国家规定享受优惠政策。
第五条国务院退役士兵安置工作主管部门负责全国的退役士兵安置工作。
县级以上地方人民政府退役士兵安置工作主管部门负责本行政区域的退役士兵安置工作。
人民政府有关部门和军队有关部门应当在各自职责范围内做好退役士兵安置工作。
第六条退役士兵应当遵守有关退役士兵安置的法律法规，服从人民政府的安置。
第七条对在退役士兵安置工作中作出突出贡献的单位和个人，按照国家有关规定给予表彰、奖励。
第二章移交和接收第八条国务院退役士兵安置工作主管部门和中国人民解放军总参谋部应当制定全国退役士兵的年度移交、接收计划。
第九条退役士兵所在部队应当依照本条例的规定，将退役士兵移交安置地县级以上人民政府退役士兵安置工作主管部门。
安置地县级以上人民政府退役士兵安置工作主管部门负责接收退役士兵。
第十条退役士兵安置地为退役士兵入伍时的户口所在地。
但是，入伍时是普通高等学校在校学生的退役士兵，退出现役后不复学的，其安置地为入学前的户口所在地。
第十一条退役士兵有下列情形之一的，可以易地安置：（一）服现役期间父母户口所在地变更的，可以在父母现户口所在地安置；（二）符合军队有关现役士兵结婚规定且结婚满2年的，可以在配偶或者配偶父母户口所在地安置；（三）因其他特殊情况，由部队师（旅）级单位出具证明，经省级以上人民政府退役士兵安置工作主管部门批准易地安置的。
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【20xx精选】最新高中物理第四章原子核第五节裂变
和聚变教学案粤教版选修3
1．两个轻核聚合成一个较重核的反应叫核聚变，较重的核分裂
成两个较轻核的反应叫核裂变。
2．一个核的裂变引发一个或一个以上的核发生裂变，让核裂变
过程自己持续下去的核反应叫做链式反应。
3．为了使铀核裂变时放出的中子再引起其他铀核裂变，就可使
裂变反应不断地进行下去，形成链式反应，最好是利用纯铀235；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，链式反应就不会发生。
4．要使轻核聚变，就必须使轻核接近核力发生作用的距离10－
15 m，由于原子核是带正电的，就必须克服电荷间很大的斥力作用，这就要求使核具有足够的动能，就要给核力加热，使物质达到几百万度以上的高温，使轻核在互相碰撞中接近到可以发生聚变的
程度。
因此这种反应又叫做热核反应。
5．如果要使巨大的热核反应能量不是以爆炸的形式释放，而是
在人工控制下逐渐地释出来并加以利用(例如发电)，这称为受控热
核反应。
6．太阳辐射能量主要来自太阳内部的热核反应。
核裂变与链式反
应
1。
核裂变
3．链式反应发生的条件(1)铀块的体积大于临界体积。
体积超过临界体积时，保证中子
能够碰到铀核。
(2)有足够浓度的铀235。
(3)有足够数量的慢中子。
(1)重核的裂变只能发生在人为控制的核反应中，自然界不会自
发地产生。
如铀核裂变不能自发地进行，要使铀核裂变，首先要利
用中子轰击铀核，使铀核分裂。
(2)重核裂变反应速度很快，不加控制的话，能量在很短的瞬间
急剧释放。
如果采用其他方法对反应速度加以控制就可以和平地利
用这种巨大的核能。
核电站就是可控的链式反应。
1．裂变反应中释放出的能量来自于( )
A．核子消失转化为能量
B．原子中电子与原子核的电势能减小
C．入射的中子消失转化为能量
D．原子核的平均结合能变大，释放出能量
解析：发生核反应过程中，核子数保持守恒，中子未消失，故
A、C错误。
能量来自于原子核内部，因重核在分裂为中等质量的原
子核时，平均结合能增加而释放出能量，C错误，D正确。
答案：D
受控热核反应
1。
核聚变
(1)概念：两个轻核聚合成一个较重的核时，会释放出能量，这种核反应叫做核聚变。
(2)发生的条件
(4)“燃料”的丰富程度不同
热核反应所需要的“燃料”——氘在地球上非常丰富，1升海水中大约有0。
03克氘，如果用来进行热核反应，放出的能量约和燃烧300升汽油相当。
而裂变燃料——铀在地球上储量有限，尤其是用于核裂变的铀235，在铀矿中仅占0。
7 %，相比起来聚变的燃料——氘要丰富得多。
我国是一个“贫铀”国家，贮藏量不多。
(5)两种反应的可控制性不同
裂变反应速度可以比较容易地进行人工控制，因此，现在国际上的核电站都是利用裂变放出能量，而聚变反应的可控制性比较困难，世界上许多国家都积极研究可控热核反应的理论和技术。
2．(双选)下列说法正确的是( )
A．聚变反应中有质量亏损，所以必向外界放出能量
B．使核发生聚变反应必须使核之间的距离接近到1×10－15 m，也就是接近到核力能够发生作用的范围内
C．要使核发生聚变反应，必须克服核力做功
D．热核反应只有在人工控制下才能发生
解析：由质能方程可知A正确；轻核结合成质量较大的核，必须使轻核间的距离达到发生核力的范围，才能使它们紧密地结合起来，B正确，C错误；热核反应必须在很高的温度下才能发生，不一定要人工控制，D错。
答案：AB
对裂变反应的理
解
[例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．中子进入铀块中时，一定发生链式反应
①从平均结合能上看，中等质量的原子核平均结合能较大，质量较大的重核分裂为中等质量原子核时，要放出能量。
②从核子的平均质量上看，中等质量的原子核内核子的平均质量较小，如果由核子平均质量较大的重核裂变为中等质量原子核，质量要亏损，所以要放出能量。
轻核聚变的理解与计
算
[例2] 两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核(氦的同位素)。
已知氘核质量m0＝2。
013 6 u，氦核质量mHe＝3。
0150 u，中子质量mn＝1。
008 7 u。
(1)写出聚变方程并算出释放的核能(已知 1 u相当于931。
5 MeV)；
(2)若反应前两氘核的动能均为Ek0＝0。
35 MeV，它们正面对撞发生核聚变，且反应后释放的核能全部转变为动能，则反应产生的氦核和中子的动能各为多大？
[解析] (1)聚变的核反应方程为2H→He＋n。
这个核反应中的质量亏损为：
Δm＝2m0－(mHe＋mn)
＝(2×2。
013 6－3。
015 0－1。
008 7)u＝0。
003 5 u。
释放的核能为ΔE＝0。
003 5×931。
5 MeV＝3。
26 MeV。
(2)把两个氘核作为一个系统，对撞过程中动量守恒，由于反应前两核动能相同，其动量等值反向，因此反应前后系统的总动量恒为零，即：
0＝mHevHe＋mnvn①
又由于反应前后能量守恒，故反应后氦核和中子的总动能为：。