5.4 核裂变与核聚变 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第三册

5.4 核裂变与核聚变 基础知识导学 一、核裂变的发现 1．核裂变：重核分裂成质量_____的核，释放出核能的反应，称为裂变。 2．铀核的裂变 用_____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_____。 3．链式反应 （1）由重核裂变产生的_____使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。 （2）链式反应的条件 ①铀块的体积_____或等于临界体积或铀块的质量_____或等于临界质量。 ②有足够数量的_____中子。 4．核袭击的防护 （1）核爆炸瞬时效应防护 ①利用工事进行掩蔽。 ②在开阔地面上的人员，发现核爆闪光时，立即背向爆心卧倒，可减轻伤害。 （2）放射性沾染防护 ①避开在沾染区或高照射量率的地区行动。 ②及时穿戴个人防护器材，防止人体受沾染。 ③人员通过沾染区时尽量乘坐车辆，在沾染区作业时要尽量缩短时间。 ④进入沾染区执行任务的人员，可服用抗辐射药，减少放射性物质在人体内的存留。 二、反应堆与核电站 （1）核电站是利用核能发电，它的核心设施是_____，它主要由以下几部分组成： ①燃料：_____； ②慢化剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，采用_____、重水或普通水作慢化剂； ③控制棒：采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉_____的能力很强的特性，控制链式反应的速度。 （2）工作原理 核燃料_____释放能量，使反应区温度升高。 （3）能量输出 利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外_____，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却。 （4）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_____，需要装入特制的容器，_____。 三、核聚变 1．两个轻核结_____，这样的反应叫做聚变。 2．聚变方程：_____ 根据所给数据，计算上面核反应放出的能量： 氘核的质量：mD=2.014102u 氚核的质量：mT=3.016050u氦核的质量：mα=4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u 基础小题试练 1.某核反应方程为。已知的质量为2.014 1 u，的质量为3.016 0 u，的质量为4.002 6 u，X的质量为1.008 7 u。下列说法正确的是( ) A.X是质子，该反应释放能量 B.X是中子，该反应释放能量 C.X是质子，该反应吸收能量 D.X是中子，该反应吸收能量 2.当太阳内部的氢元素消耗殆尽后，内部高温高压使三个氦核发生短暂的热核反应，被称为氦闪，核反应方程为。已知的结合能为，X的结合能为，则下列判断正确的是( ) A.该核反应是α衰变 B.X的中子数比质子数多 C. D.核反应放出的热量为 3.热核材料有氘、氚和氦，氘可以从普通液态氢的精馏过程进行分离获得，后两种材料制备的核反应方程分别为：，，则X和Y分别代表( ) A.中子，电子 B.电子，中子 C.质子，中子 D.质子，电子 4.核污染水中含有的多种放射性元素可能对人类和自然界造成损害。其中铯半衰期约为30年，它经β衰变转变为钡核。下列说法正确的是( ) A.β衰变产生的电子来自铯原子的核外电子 B.钡核的比结合能比铯核小 C.钡原子核内有81个中子 D.容器中有的铯，经过60年后，容器中物质的质量变成 5.核潜艇是以核反应堆为动力来源，若反应堆的一个核反应方程式为，则( ) A.，Y为元素 B.，Y为 C.有56个质子，144个中子 D.核比核的比结合能小 答案以及解析 1.答案：B 解析：由质量数守恒和核电荷数守恒可知X是中子，A、C错误;由于存在质量亏损，该反应要释放能量，B正确，D错误。 2.答案：D 解析：根据核反应方程遵循质量数和电荷数守恒，可知核反应方程为，属于核聚变，A错误。中子数等于质量数减去质子数，因此X核有6个中子，6个质子，B错误。该核反应存在质量亏损，会释放大量热量，由能量守恒定律知，释放的热量为，即，C错误，D正确。 3.答案：A 解析：根据核反应中电荷量守 ... ...