第4节 核裂变与核聚变 第5节———基本”粒子 [学习目标要求] 1.知道重核的裂变和链式反应。2.会计算核裂变释放的能量，了解原子弹的原理。3.知道核电站的工作模式及核能发电的优缺点。4.知道聚变反应的特点，了解聚变反应的条件。5.知道轻核聚变能够放出很多的能量，若能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。 核裂变的发现 1．核裂变：重核被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块的核反应。 2．铀核裂变：用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多样的，其中一种典型的铀核裂变是U＋n→Ba＋Kr＋3n。 3．链式反应：由重核裂变产生的中子使核裂变反应一代接一代继续下去的过程叫核裂变的链式反应。 4．链式反应的条件：发生裂变物质的体积大于临界体积，裂变物质的质量大于临界质量。 [判一判] (1)铀核的裂变是一种天然放射现象。(×) (2)铀块的质量大于临界质量时链式反应才能不停地进行下去。(√) (3)铀核裂变时能释放出多个中子。(√) 反应堆与核电站 1．核反应堆：控制链式反应的核心设施是核反应堆，它主要由以下几部分组成： (1)燃料：铀棒。 (2)慢化剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，采用石墨、重水或普通水做慢化剂。 (3)控制棒：为了调节中子数目以控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒。镉棒吸收中子的能力很强，当反应过于激烈时，将镉棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度会慢一些，这种镉棒叫作控制棒。 2．核电站———利用核能发电的装置 (1)工作原理：核燃料裂变释放的能量，使反应区温度升高。 (2)能量输出：利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，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。 (3)核污染的处理：为避免射线对人体的伤害和放射性物质对水源、空气和工作场所造成的放射性污染，在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽核裂变产物放出的各种射线，核废料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下。 核聚变 1．定义：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作核聚变。 2．核反应方程：H＋H→He＋n＋17.6 MeV。 3．条件：使轻核的距离达到10－15 m以内。需要加热到很高的温度，因此核聚变又叫热核反应。 4．宇宙中的核聚变：太阳能是太阳内部的氢核聚变成氦核释放的核能。 5．人工热核反应的应用———氢弹 原理：首先由化学炸药引爆原子弹，再由原子弹爆炸产生的高温高压引发热核爆炸。 6．核聚变与核裂变的比较 (1)优点：①轻核聚变产能效率高；②地球上核聚变燃料氘储量丰富，而氚可利用锂来制取，足以满足核聚变的需要；③轻核聚变更为安全、清洁。 (2)缺点：核聚变需要的温度太高，地球上没有任何容器能够经受如此高的温度。 科学家提出的解决方案：①磁约束：利用磁场约束参加反应的物质，目前最好的一种磁约束装置是环流器。 ②惯性约束：聚变物质因自身的惯性，在极短时间内来不及扩散就完成了核反应，在惯性约束下，用高能量密度的激光或X射线从各个方向照射参加反应物质，使它们“挤”在一起发生反应。 [想一想] 为什么实现核聚变要使聚变的燃料加热到几百万开尔文的高温？ 提示：轻核的聚变反应，是两个轻核结合成质量较大的核，要使得核力发挥作用，必须使核子间的距离达到10－15 m以内；同时由于在此距离时原子核之间的库仑斥力巨大，因而需要核子有很大的动能才能克服，表现在宏观上就是核燃料需要达到极高的温度。 ———基本”粒子 1．“基本”粒子 (1)人们认为光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子，把它们叫作“基本粒子”。 (2)随着科学的发展，科学家们发现很多新粒子不能看作由质子、中子、电子组成，并发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构。 2．发现新粒子 (1)19 ... ...
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