5.4核裂变和核聚变-高中物理人教版选择性必修三教案

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理人教版选择性必修三教案 第五章 原子核 第5.4节 核裂变和核聚变 学习目标 1.了解核裂变反应及链式反应的条件,并能计算裂变释放的核能。 2.知道裂变反应堆的工作原理及其类型,知道如何控制核反应的速度以及核电站的工作流程。 3.了解核聚变反应及条件,会计算核聚变中释放的核能。 4.了解可控热核反应及其研究和发展。 课前导学 基础知识导学 核裂变的发现 1．核裂变：重核被_____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，其中一种典型的裂变是U＋n―→Ba＋Kr＋_____. 3．链式反应：由重核裂变产生的中子使核裂变反应_____继续下去的过程，叫作核裂变的链式反应． 4．临界体积和临界质量：把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的临界体积，相应的质量叫做临界质量． 5．核裂变的能量：1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于_____标准煤完全燃烧时释放的化学能． 反应堆与核电站 1．核电站：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____、____和_____作慢化剂； (3)控制棒：为了控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收____的能力很强，反应过于激烈时，可将其插入深一些，多吸收一些____，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫做控制棒． (4)水泥防护层：用来____裂变产物放出的各种射线． 2．工作原理：_____释放的能量，使反应区温度升高． 3．能量输出：核燃料____释放的能量，使反应区温度升高，水或液态的金属钠等流体在反应堆外_____，把反应堆内的热量传输出去，用于发电． 4．核污染的处理：为避免____对人体的伤害和_____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_____，用来屏蔽裂变反应放出的各种射线，核废料具有很强的_____，需要装入特制的容器，_____. 拓展： 铀核裂变的一种核裂变反应方程，生成物是Ba和Kr，铀核裂变的另一种核反应方程： U＋n→Xe＋Sr＋10n 在这个反应式中，生成物是Xe和Sr. 点睛： 石墨：碳原子 重水：两个氘原子与一个氧原子形成的化合物，D2O分子量20 轻水：普通水，H2O分子量18 图解： （一）核聚变 核聚变 1．核聚变 (1)定义：两个_____结合成质量较大的核的核反应． (2)典型的核聚变：H＋H→____＋n＋17.6 MeV. (3)条件：要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到____ m以内，核力才能起作用．由于原子核都带正电，要使它们接近到这种程度，必须克服巨大的_____．这就要求原子核具有足够的动能，有一种方法就是把它们加热到很高的温度，温度高达_____开尔文，因此聚变又叫_____． (4)应用：目前，热核反应主要用在核武器上，那就是____．需要用_____爆炸产生的高温高压引发核爆炸． (5)太阳能：太阳的主要成分是____，太阳中心温度可达1.6×107K，在此高温下，氢核聚变成氮核的反应不停地进行着，太阳能就来自于太阳内部____释放的核能． 2．受控热核反应 (1)聚变的优点：第一：轻核聚变产能效率高．第二：地球上核聚变燃料的储量丰富．第三：轻核聚变更为安全、清洁． (2)聚变的难点：地球上没有任何容器能够经受热核反应的高温． (3)控制方法 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_____． 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____从各个方向照射反应物，使它们“挤”在一起发生反应． 知识点探究 知识点一　核裂变的发现 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, ... ...