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课件网) 第四节 核裂变和核聚变 教学课件 Teaching Courseware 20XX.XX.XX 第五章 原子核与核能 高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册 PART.1 PART.2 PART.3 PART.4 素养目标 新课讲解 新课导入 经典例题 目录 CONTENTS PART.2 PART.4 课堂练习 课堂小结 1.知道什么是裂变、聚变和链式反应,知道链式反应和聚变的条件。 2.会书写裂变和聚变方程,会利用质量亏损计算裂变和聚变产生的核能。 3.了解核反应堆的工作原理,知道如何控制核反应的速度。 素养目标 新课导入 比结合能 核子的平均结合能随质量数的变化 核子平均质量 核子的平均质量随质量数的变化 A A B C D E F Fe O Z O Fe B C D E F Z 1. 使较重的核分裂成中等大小的核，比结合能会增加，发生质量亏损，释放结合能。 思考：如何获得核能？ 2.把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能会增加，即核子将发生质量亏损，释放结合能。 新课讲解 New lesson explanation 新课讲解 一、重核裂变 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 铀核的裂变。 新课讲解 20世纪30年代，科学家用中子轰击铀核，发现铀核分裂成质量相近的两部分，并释放出能量。科学家从生物学的细胞分裂中得到启示，把这种核反应过程称为核裂变。核裂变是释放核能的方法之一。 为什么会发生裂变呢？ 科学家认为，中子击中 后，将复合成 ，且处于高激发状态。 要发生形变，从一个接近球形的核变为一个拉长的椭球形的核，核子间的距离增大，核力迅速减小，不能抵消质子间的库仑斥力从而不能使核恢复原状， 就分裂成两部分，同时放出中子。 裂变示意图 1.重核裂变 新课讲解 新课讲解 用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变。 铀核裂变的产物是多种多样的。 生成钡（Ba）和氪（Kr），同时释放三个中子 1个 裂变为 和 释放的能量计算 反应过程中质量减小了Δm＝0.2153u，释放的能量 ΔE=0.2153×931.5 MeV=200.55 MeV 1kg的铀235全部裂变，释放出的核能相当于两千余吨标准煤完全燃烧释放的能量。 新课讲解 核裂变的发现 1934年，在中子和人工放射性发现的启发下，费米用中子轰击铀238，得到了一种新的放射性元素，费米误认为这种新元素是原子序数为93的超铀元素。后来证实费米的结论是错误的。 1938年，约里奥一居里夫妇用慢中子照射铀盐，分离出了类似镧（Z＝57）的放射性元素。他们对中子与铀（Z＝92）发生反应生成核电荷数与铀相距很远的镧感到疑惑。 德国科学家哈恩等人看到了约里奥一居里夫妇的实验结果后，重复做了有关实验，不仅肯定了镧的存在，而且发现了放射性钡核（Z＝56）。哈恩将这个结果告诉了迈特纳，这位奥地利女物理学家认为：铀核俘获一个中子后分裂成两个大致相等的部分，这就是核裂变。哈恩因发现核裂变现象而获得1944年诺贝尔化学奖。 核裂变的发现引起了科学界的极大轰动，许多科学家投入到重核裂变的研究中。不久，科学家通过实验证明了链式反应的可能性，为人类应用原子能打开了大门。 新课讲解 2.链式反应 在铀核裂变释放出巨大能量的同时，平均每次可放出2～3个中子，这些中子称为第1代中子，如果其中至少有一个继续轰击铀核，使之发生裂变，就能产生第2代中子。这样继续下去，中子会不断增加，裂变反应会不断加强，这就形成了裂变的链式反应。 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，很可能打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 ... ...
