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课件网) 第五章 原子与原子核 粤教版选择性必修三 第五节 裂变和聚变 知识回顾 比结合能 结合能 核子数 比结合能 = 2) 物理意义：反映一个原子核内核子相互结合的紧密程度. 1) 定义： 轻核和重核的比结合能都比中等大小的核的比结合能小 铁（Fe）原子的比结合能最大 核子结合成铁原子核或铁附近的原子核(中等大小的核)时，每个核子平均放出的能量大 如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核结合成中等大小的核，每个核子平均放出的能量比吸收的能量大，故反应会释放能量。 比结合能越大，原子核越稳定。 中等大小的核的比结合能较大 平均每个核子的质量亏损最大 质量亏损时，核子个数不亏损(即质量数守恒),可理解为组成原子核后，核内每个核子仿佛“瘦了”一些。 核子平均质量 比结合能 z 核子结合成铁原子核或铁附近的原子核(中等大小的核)时，每个核子平均放出的能量大 如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核结合成中等大小的核，核子将发生新的质量亏损，释放新的结合能，故反应会释放能量。 核子平均质量 比结合能 z 如果使较重的核分裂成中等大小的核， 或者把较小的核聚合成中等大小的核， 都会释放能量。 核裂变 核聚变 Part 01 核裂变 一、核裂变 1、核裂变的发现 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。 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。 哈恩 迈特纳 弗里施 一、核裂变 2、铀核裂变的一种典型情形 3、核裂变的特点 裂变过程中能放出巨大的能量,一个核裂变时能释放200MeV的能量 裂变的同时能放出2~3个(或更多个)中子 产物不是唯一的 Xe和Sr 氙和锶 Ba和Kr 钡和氪 Sb和Nb 锑（tī）和铌（ní） 需依据实验事实！ 钡 氪 一、核裂变 4、链式反应 ①定义：当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这样的核反应叫链式反应 ②必要条件：核裂变物质的体积大于或等于临界体积、临界质量 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。 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 关于铀核裂变的说明： ① 铀235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 铀238只有在俘获的中子的能量大于1MeV时才能发生核反应，且裂变的几率较小。 对于能量低于1MeV的中子基本只能与238铀核发生弹性碰撞，不能引起核反应。 为了使裂变的链式反应容易发生，最好是利用高浓度铀235 ! 讨论与交流 1kg铀235全部裂变时放出的能量相当于多少标准煤完全燃烧时释放的化学能？ 例题：2017年5月25日，“华龙一号”全球首堆示范工程—福清核电5号机组顺利完成穹顶吊装，工程正式由土建阶段进入安装阶段。在核电站中，核反应堆释放的核能转化为电能，核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核铀发生裂变反应，释放出大量核能。已知一个核裂变时能释放200 MeV的能量，燃烧1kg煤所放出的能量为2.94×107J.请从数量级上感受铀完全裂变释放的能量与燃烧煤释放的能量的差异。 分析：可以比较1kg完全裂变和1kg煤完全燃烧所释放的能量，计算1kg铀235完全裂变时所放出的能量相当于完全燃烧的煤的质量 解：1kg含有的原子数目 而200MeV相当于 ，则1kg铀完全裂变释放能量 所释放的能量相当于完全燃烧的煤的质量 教材P128 煤 一、核裂变 5、核能利用 原子弹是利用重核的 ... ...
