裂变及应用
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第5章 核能与社会
3.链式反应的条件：发生裂变物质的体积大 于等于___临__界__体__积____或裂变物质的质量大 于等于___临__界__质__量______． 想一想 1．为什么发生链式反应的铀块必须具有一 定的体积？
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第5章 核能与社会
提示：235U被中子碰撞后发生裂变，裂变时 又生成2～3个中子，若铀块的体积不够大， 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．
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第5章 核能与社会
要点探究讲练互动
铀核裂变及链式反应
学案导引 1.如何解释重核的裂变？ 2.铀核裂变的条件是什么？ 3.怎样计算铀核裂变过程中释放的能量？
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第5章 核能与社会
1.发现：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． 2.裂变的解释 (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．
第5章 核能与社会
5．2 裂变及其应用
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第5章 核能与社会
1.知道重核裂变能放出能量，并能计算核能的变化． (重点和难点) 2．了解铀核的裂变特点，知道链式反应．(重点) 3．了解裂变反应堆的结构、类型及核电站的工作原 理．
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第5章 核能与社会
新知初探自学导引
一、铀核的裂变 1.定义：重核裂变是用中子轰击铀核时发现的， 中子轰击铀—235核，使该核变成处于激发态的 复核，并分裂成两块质量差不多的新原子核， 同时放出几个中子，称为___裂__变___核反应． 2.铀核裂变 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，其中一种典型的反应
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第5章 核能与社会
三、裂变反应堆 1.裂变反应堆的基本构造 (1)裂变材料(核燃料)：___浓__缩__铀_____． (2)慢化剂(减速剂)：通常用___石__墨___、 __重__水_____或__普__通__水_____． (3)控制棒：用镉或硼钢制成，用来吸收减速 后的___中__子______，控制反应强度． (4)反射层：一般用石墨做材料．
2.列变反应堆的常见类型 ___重__水__堆____，高温气冷堆，快中子增殖反 应堆． 3.核电站的工作模式 以___核__反__应__堆____为能源，用它产生 __高__压__蒸__汽_______，取代发电厂的锅炉，从 而进行发电．
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第5章 核能与社会
想一想 2．在利用重核裂变制成的原子弹中，需不需要 用镉制成的控制棒，为什么？ 提示：不需要．镉有吸收中子的特性，吸收减速 后的中子，可以控制能量释放的速度，而原子弹 需要在极短的时间内释放大量核能，发生猛烈爆 炸，不需要控制速度，故不需要镉棒．
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第5章 核能与社会
出的能量相当于2500 t优质煤燃烧时释放的 能量，裂变时能产生几万度的高温． 3.铀核裂变的条件 (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．
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第5章 核能与社会
4.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.29352 U 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： 29352U＋10n→15394Xe＋9358Sr＋210n 29352U＋10n→15416Ba＋9326Kr＋310n
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第5章 核能与社会
在重核裂变过程中，核反应满足电荷数守恒和质 量数守恒．但反应前后质量不同，发生了质量亏 损，释放出能量． 计算一个铀核在上述第二种裂变过程放出的能量． 已知 m(29352U)＝235.0439 u，mn＝1.0087 u，m(15416Ba) ＝140.9139 u，m(9326Kr)＝91.8973 u，且 1 u 质量对 应的能量为 931.56 MeV 裂变前：m1＝(235.0439＋1.0087) u＝236.0526 u 裂变后：m2＝(140.9139＋91.8973＋3×1.0087) u ＝235.8373 u
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第5章 核能与社会
(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
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第5章 核能与社会
质量亏损：Δm＝0.2153 u 释放能量：ΔE＝0.2153×931.56 MeV＝ 200.56 MeV. 特别提醒：(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)为了引起链式反应，最好用纯铀 235，23952U 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．
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第5章 核能与社会
(5)热交换器：核反应堆中释放的能量大部分 转化为热能，利用水循环，产生高温高压的蒸 汽，从而推动蒸汽轮机，带动发电机发电． (6)防护层：由金属套、防止中子外逸的水层 以及1～2 m厚的钢筋混凝土构成，可有效地 防 止射线对人体及其他生物体的侵害．
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第5章 核能与社会
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第5章 核ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与社会
是 29352U＋10n→15446Ba＋8396Kr＋___3_10_n____． 二、链式反应及其条件 1.链式反应：铀核裂变时，通常会放出2到3个 中子，这些中子可以作为新的“炮弹”轰击 其他的铀核，使裂变反应不断地进行下去， 这种反应叫做核裂变的链式反应． 2.临界体积：能够使铀块发生链式反应的最小 体积(或对应的最小质量)称为临界体积(或临 界质量)．
第5章 核能与社会
3.链式反应的条件：发生裂变物质的体积大 于等于___临__界__体__积____或裂变物质的质量大 于等于___临__界__质__量______． 想一想 1．为什么发生链式反应的铀块必须具有一 定的体积？
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第5章 核能与社会
提示：235U被中子碰撞后发生裂变，裂变时 又生成2～3个中子，若铀块的体积不够大， 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．
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第5章 核能与社会
要点探究讲练互动
铀核裂变及链式反应
学案导引 1.如何解释重核的裂变？ 2.铀核裂变的条件是什么？ 3.怎样计算铀核裂变过程中释放的能量？
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第5章 核能与社会
1.发现：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． 2.裂变的解释 (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．
第5章 核能与社会
5．2 裂变及其应用
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第5章 核能与社会
1.知道重核裂变能放出能量，并能计算核能的变化． (重点和难点) 2．了解铀核的裂变特点，知道链式反应．(重点) 3．了解裂变反应堆的结构、类型及核电站的工作原 理．
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第5章 核能与社会
新知初探自学导引
一、铀核的裂变 1.定义：重核裂变是用中子轰击铀核时发现的， 中子轰击铀—235核，使该核变成处于激发态的 复核，并分裂成两块质量差不多的新原子核， 同时放出几个中子，称为___裂__变___核反应． 2.铀核裂变 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，其中一种典型的反应
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第5章 核能与社会
三、裂变反应堆 1.裂变反应堆的基本构造 (1)裂变材料(核燃料)：___浓__缩__铀_____． (2)慢化剂(减速剂)：通常用___石__墨___、 __重__水_____或__普__通__水_____． (3)控制棒：用镉或硼钢制成，用来吸收减速 后的___中__子______，控制反应强度． (4)反射层：一般用石墨做材料．
2.列变反应堆的常见类型 ___重__水__堆____，高温气冷堆，快中子增殖反 应堆． 3.核电站的工作模式 以___核__反__应__堆____为能源，用它产生 __高__压__蒸__汽_______，取代发电厂的锅炉，从 而进行发电．
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想一想 2．在利用重核裂变制成的原子弹中，需不需要 用镉制成的控制棒，为什么？ 提示：不需要．镉有吸收中子的特性，吸收减速 后的中子，可以控制能量释放的速度，而原子弹 需要在极短的时间内释放大量核能，发生猛烈爆 炸，不需要控制速度，故不需要镉棒．
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出的能量相当于2500 t优质煤燃烧时释放的 能量，裂变时能产生几万度的高温． 3.铀核裂变的条件 (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．
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4.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.29352 U 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： 29352U＋10n→15394Xe＋9358Sr＋210n 29352U＋10n→15416Ba＋9326Kr＋310n
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在重核裂变过程中，核反应满足电荷数守恒和质 量数守恒．但反应前后质量不同，发生了质量亏 损，释放出能量． 计算一个铀核在上述第二种裂变过程放出的能量． 已知 m(29352U)＝235.0439 u，mn＝1.0087 u，m(15416Ba) ＝140.9139 u，m(9326Kr)＝91.8973 u，且 1 u 质量对 应的能量为 931.56 MeV 裂变前：m1＝(235.0439＋1.0087) u＝236.0526 u 裂变后：m2＝(140.9139＋91.8973＋3×1.0087) u ＝235.8373 u
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(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
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第5章 核能与社会
质量亏损：Δm＝0.2153 u 释放能量：ΔE＝0.2153×931.56 MeV＝ 200.56 MeV. 特别提醒：(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)为了引起链式反应，最好用纯铀 235，23952U 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．
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第5章 核能与社会
(5)热交换器：核反应堆中释放的能量大部分 转化为热能，利用水循环，产生高温高压的蒸 汽，从而推动蒸汽轮机，带动发电机发电． (6)防护层：由金属套、防止中子外逸的水层 以及1～2 m厚的钢筋混凝土构成，可有效地 防 止射线对人体及其他生物体的侵害．
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第5章 核ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与社会
是 29352U＋10n→15446Ba＋8396Kr＋___3_10_n____． 二、链式反应及其条件 1.链式反应：铀核裂变时，通常会放出2到3个 中子，这些中子可以作为新的“炮弹”轰击 其他的铀核，使裂变反应不断地进行下去， 这种反应叫做核裂变的链式反应． 2.临界体积：能够使铀块发生链式反应的最小 体积(或对应的最小质量)称为临界体积(或临 界质量)．