裂变和聚变 PPT
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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。
一.核裂变
1.核裂变：物理学中把重核分裂成两个较轻的核时，释 放出核能的反应叫做核裂变．
2、铀核的裂变
弹体
三种炸药：
普通炸药
小 型
铀235
原
子
外壳
弹
2 1
H
3 1
H
4 2
H
e
1 0
n
氘、氚、重 氢化钾等
普通炸药 爆炸 Ｕ235 裂变 氘、氚 聚变
引爆装置
氢弹爆炸形成的磨姑云
三、受控热核反应——核聚变的利用
可控热核反应将为人类提供巨大的能源,和平利用聚变产生 的核量是非常吸引人的重大课题，我国的可控核聚变装置 “中国环流器1号”已取得不少研究成果.
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% ．
（1）发现：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。
（2）裂变产物 多种多样
235 92
U+
1 0
n →15464
Ba
+
89 36
K r+310
n
235 92
U+
1 0
n
→15461 Ba
+
92 36
K
r +310
n
请计算铀裂变时释放的能量
已知铀核裂变的反应：
磁场约束
现在的技术还不能控制热核反应。 问题有： １、地球上没有任何窗口能够经受如此高的温度； ２、如何约束聚变所需的燃料。
惯性约束
核聚变普遍存在于宇宙中
太阳的中心发生核聚变，放出巨大 能量，太阳；这个天然的的核聚变 过程已经发生了好几十亿年。
小结：
一、核裂变
１、核裂变概念；２、铀核的裂变；３、链式反应
二、核聚变
1 、 轻核的聚变（热核反应）2、发生聚变的条件3、 实现的方法有:
三、受控热核反应——核聚变的利用
23 92
5
U+
1 0
n
→15461
Ba
+
9 3
2 6
K
r
+310
n
mu 390 .3139 1027 kg mn 1.6749 10 27 kg mBa 234 .0016 10 27 kg mkr 152 .6047 10 27 kg
求：该核反应释放的能量
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．
第三章 核能 第四节 裂变和聚变
3.4《裂变和聚变》
教学目标
• 1、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
热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。
• 能用于热核反应的原料极其丰富，裂变的原料比较稀缺； • 反应物质量相同的情况下聚变放出的能量比裂变多； • 热核反应后的遗留物对环境污染小，这一点裂变无法相比。
现在的技术还不能控制热核反应。 问题有： １、地球上没有任何容器能够经受如此高的温度； ２、如何约束聚变所需的燃料；
3、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．
由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去 的过程，叫做核裂变的链式反应．
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。
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。
氚核的质量：mT＝3.016050u
氦核的质量：mα＝4.002603u
中子的质量：mn=1.008665u
2、发生聚变的条件:
使原子核间的距离达到10-15m
3、实现的方法有:
1）用加速器加速原子核； 不经济 ２）把原子核加热到很高的温度；
108～109K 聚变反应又叫热核反应
核聚变的利用——氢弹
氚核
核聚变
氦-4
中子
二、核聚变
1 、 轻核的聚变（热核反应）
某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种 核反应叫做聚变。
轻核的聚变:
2 1
H
3 1
H
4 2He Nhomakorabea1 0
n
2 1
H
2 1
H
3 2
H
e
1 0
n
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:
2 1
H
3 1
H
4 2
H
e
1 0
n
氘核的质量：mD＝2.014102u
原子弹
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
氘核
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．”
。
• 2、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。 • 3、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
一.核裂变
1.核裂变：物理学中把重核分裂成两个较轻的核时，释 放出核能的反应叫做核裂变．
2、铀核的裂变
弹体
三种炸药：
普通炸药
小 型
铀235
原
子
外壳
弹
2 1
H
3 1
H
4 2
H
e
1 0
n
氘、氚、重 氢化钾等
普通炸药 爆炸 Ｕ235 裂变 氘、氚 聚变
引爆装置
氢弹爆炸形成的磨姑云
三、受控热核反应——核聚变的利用
可控热核反应将为人类提供巨大的能源,和平利用聚变产生 的核量是非常吸引人的重大课题，我国的可控核聚变装置 “中国环流器1号”已取得不少研究成果.
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% ．
（1）发现：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。
（2）裂变产物 多种多样
235 92
U+
1 0
n →15464
Ba
+
89 36
K r+310
n
235 92
U+
1 0
n
→15461 Ba
+
92 36
K
r +310
n
请计算铀裂变时释放的能量
已知铀核裂变的反应：
磁场约束
现在的技术还不能控制热核反应。 问题有： １、地球上没有任何窗口能够经受如此高的温度； ２、如何约束聚变所需的燃料。
惯性约束
核聚变普遍存在于宇宙中
太阳的中心发生核聚变，放出巨大 能量，太阳；这个天然的的核聚变 过程已经发生了好几十亿年。
小结：
一、核裂变
１、核裂变概念；２、铀核的裂变；３、链式反应
二、核聚变
1 、 轻核的聚变（热核反应）2、发生聚变的条件3、 实现的方法有:
三、受控热核反应——核聚变的利用
23 92
5
U+
1 0
n
→15461
Ba
+
9 3
2 6
K
r
+310
n
mu 390 .3139 1027 kg mn 1.6749 10 27 kg mBa 234 .0016 10 27 kg mkr 152 .6047 10 27 kg
求：该核反应释放的能量
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．
第三章 核能 第四节 裂变和聚变
3.4《裂变和聚变》
教学目标
• 1、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
热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。
• 能用于热核反应的原料极其丰富，裂变的原料比较稀缺； • 反应物质量相同的情况下聚变放出的能量比裂变多； • 热核反应后的遗留物对环境污染小，这一点裂变无法相比。
现在的技术还不能控制热核反应。 问题有： １、地球上没有任何容器能够经受如此高的温度； ２、如何约束聚变所需的燃料；
3、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．
由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去 的过程，叫做核裂变的链式反应．
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。
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。
氚核的质量：mT＝3.016050u
氦核的质量：mα＝4.002603u
中子的质量：mn=1.008665u
2、发生聚变的条件:
使原子核间的距离达到10-15m
3、实现的方法有:
1）用加速器加速原子核； 不经济 ２）把原子核加热到很高的温度；
108～109K 聚变反应又叫热核反应
核聚变的利用——氢弹
氚核
核聚变
氦-4
中子
二、核聚变
1 、 轻核的聚变（热核反应）
某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种 核反应叫做聚变。
轻核的聚变:
2 1
H
3 1
H
4 2He Nhomakorabea1 0
n
2 1
H
2 1
H
3 2
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1 0
n
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:
2 1
H
3 1
H
4 2
H
e
1 0
n
氘核的质量：mD＝2.014102u
原子弹
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
氘核
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．”
。
• 2、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。 • 3、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