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课件网) §5.4核裂变与核聚变 氢弹 原子弹 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。 新课导入 那么在这些装置中，核能是怎样被转化和使用的呢 1938年底，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的过程中发现，生成物中有原子序数为56的元素钡。 哈恩 奥地利物理学家迈特纳和弗里施对此做出了解释：铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块。弗里施借用细胞分裂的生物学名词，把这类核反应定名为核裂变。 迈特纳 弗里施 一、核裂变的发现 1.核裂变：物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做核裂变。 （重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出中子的过程） 一、核裂变的发现 + + → + （ ） 铀核裂变的产物是多种多样的，其他裂变方程还有: （最典型的一种核反应方程式） 一、核裂变的发现 2.核裂变的产物多种多样 二分裂 1947年我国著名物理学家钱三强、何泽慧夫妇在巴黎首先观察到中子轰击铀核的三分裂和四分裂现象。 三分裂、四分裂概率低，是二分裂的千分之三 阅读课本，重核裂变只能分裂成两块吗？ 资料 一、核裂变的发现 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。 一、核裂变的发现 3.链式反应： （1）定义：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。 （2）临界体积：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。 铀块的大小是链式反应能否进行的重要因素。 原子核的体积非常小，原子内部的空隙很大，如果铀块不够大，中子在铀块中通过时，就有可能不到铀核而跑到铀核外面去，链式反应不能继续。只有当铀核足够大时，裂变产生的中子才有足够的概率打中某个核，使链式反应进行下去。 一、核裂变的发现 3.链式反应： 发生链式反应 爆炸 能够维持链式反应正常进行的裂变材料质量叫临界质量(critical mass)。 例如：铀-235 的临界质量约为 1 kg，质量超过1 kg 则发生爆炸。 （3）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。 一、核裂变的发现 3.链式反应： 4.铀核裂变释放的能量 已知铀核裂变的反应为： (1)求：一个铀核裂变释放的能量。 质量亏损：Δm = (mu+ mn) - (mBa+mKr+3mn)= 0.3578×10－27kg 一个铀核裂变释放的能量： E= mc2=3.2022×10-11J=201MeV (2)求：1kg铀235全部裂变时所释放的能量 (3)求：1吨优质煤完全燃烧时释放的能量为E1= 3×1010J,计算1kg铀235全部裂变时所释放的能量相当于多少吨优质煤 一、核裂变的发现 4.铀核裂变释放的能量 核裂变释放出巨大的能量！ 一、核裂变的发现 拓展学习 原子弹 我国是在科技水平、工业技术极端落后的情况下研发原子弹。 1964年10月16日下午15时，中国第一颗原子弹（内爆式）在新疆罗布泊核武器试验基地爆炸成功。 中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图 浙江省秦山核电站 江苏省田湾核电站 二、反应堆与核电站 核电站是利用核能来发电的，它的核心设施是反应堆。 一座百万千瓦级的核电站，一年只消耗浓缩铀30吨左右，而同样功率的火电站每年要消耗煤250万吨。核电站对环境的污染比火电站小。 水泥防护层 控制棒———镉棒 燃料棒—铀棒 慢化剂（石墨、重水、轻水） 反应堆 二、反应堆与核电站 反应堆：通过可控制的链式反应来释放核能的装置。 １.燃料：铀棒 2.慢化剂：为了使裂变产生的快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水或普通水。 3.控制棒：在铀棒之间插入一些镉棒，利用镉棒吸收中子的能力很强 ... ...
