4 核裂变与核聚变 [学习目标] 1.知道什么是核裂变、核聚变和链式反应，知道链式反应和核聚变的条件(重点)。 2.会书写核裂变和核聚变方程，会利用质量亏损计算核裂变和核聚变产生的核能(重难点)。 3.了解核反应堆的工作原理，知道如何控制核反应的速度。 一、核裂变的发现 1964年10月16日，中国第一颗原子弹在罗布泊的荒漠上爆炸成功，其爆炸力相当于1.8万吨TNT炸药。爆炸时安放原子弹的钢塔全部熔化，在半径400 m的范围内，沙石都被烧成黄绿色的玻璃状物质，半径1 600 m范围内所有动植物全部死亡。巨大的核能是从哪里来的？ _____ _____ _____ _____ 1．核裂变：铀核在被_____轰击后分裂成两块质量差不多的碎块，这类核反应定名为核裂变。 2．铀核裂变 用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是U＋ n→Ba＋Kr＋_____。 3．链式反应 中子轰击重核发生裂变后，裂变释放的中子继续与其他重核发生反应，引起新的核裂变，使核裂变反应_____继续下去，这样的过程叫作核裂变的链式反应。 4．临界体积和临界质量：核裂变物质能够发生_____反应的_____体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质量。 5．核裂变的能量：重核裂变为中等质量的原子核、发生质量亏损，所以_____能量。 如果一个铀235核裂变时释放的能量按200 MeV估算，1 kg铀235全部裂变时放出的能量就相当于_____标准煤完全燃烧时释放的化学能。 1．如图所示为核裂变示意图。 (1)重核裂变是一种天然现象吗？ _____ _____ _____ _____ (2)只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗？ _____ _____ _____ 2．总结维持链式反应的条件。 _____ _____ _____ 例1 2020年11月27日0时41分，“华龙一号”福清核电站5号机组首次并网成功，标志着我国正式进入核电技术先进国家行列。“华龙一号”利用的是铀核裂变释放的核能，其裂变方程为U＋n→X＋Sr＋2n，则下列叙述正确的是( ) A．裂变后粒子的总核子数减少 B．X原子核中含有85个中子 C．裂变反应前后质量没有变化 D．裂变后新核的平均结合能比铀核的小 1．重核裂变是中子轰击质量较大的原子核，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，原因是核反应前后有质量亏损，根本原因是重核的平均结合能比中等质量的核的平均结合能小。所以在重核裂变为两个中等质量核的过程中要释放能量，而且释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量。 例2 铀核裂变的许多核反应中的其中一个是U＋n→Ba＋Kr＋3n。 (1)试计算一个铀235原子核裂变后释放的能量(U、Ba、Kr、n的质量分别为235.043 9 u、140.913 9 u、91.897 3 u、1.008 7 u,1 u相当于931.5 MeV能量，阿伏加德罗常数NA＝6.02× 1023 mol－1)； _____ _____ _____ _____ (2)1 kg铀235原子核发生上述裂变时能放出多少核能？这相当于完全燃烧多少煤释放的能量？(煤的热值为2.94×107 J/kg) _____ _____ _____ _____ 二、反应堆与核电站 1．核电站：利用核能发电，它的核心设施是_____，它的主要组成部分： 组成部分 材料 作用 裂变材料(核燃料) _____(浓缩铀) 提供核燃料 减速剂(慢化剂) _____、_____或普通水(也叫轻水) 使裂变产生的快中子减速 控制棒 _____ 吸收中子，控制反应速度 热交换器 ____或液态的____ 传输热量 防护层 厚_____层 防止放射线泄漏，对人体及其他生物体造成伤害 2.工作原理 (1)核燃料发生_____释放能量，使反应区温度升高。 (2)能量输出：水或液态的金属钠等流体在反应堆内外_____，把反应堆内的_____传输出去，用于_____，同时也使反应堆冷却。 3．核污染的处理 在反应堆的外面需要修建很厚的_____，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线。核废料具有很强的_____，需要装 ... ...
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
