物理总复习:核能、核能的利用 【考纲要求】 1、知道核力及结合能、质量亏损等概念 2、会配平和书写核反应方程式 3、知道核能获取的两种方式,了解核反应堆的主要组成部分, 能进行简单的有关核能的计算问题 【考点梳理】 考点一、核能 要点诠释:1、核力 核子间作用力。其特点为短程强引力:作用范围为2.0×10-15m,只在相邻的核子间发生作用。2、核能 核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量,叫做原子核的结合能,亦称核能。 比结合能:结合能与核子数之比称做比结合能,也叫平均结合能。比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。 不同原子核的比结合能是不一样的,由比结合能曲线可以看出:中等大小的核比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大),这些核最稳定。3、质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程E=mc2说明物体的质量和能量之间存在着一定的关系,一个量的变化必然伴随着另一个量的变化。核子在结合成原子核时放出核能,因此,原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小△m,这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能△E=△mc2;反之,由核能也可求出核反应过程的质量亏损。4、△E=△mc2是计算核能的常用方法。在具体应用中要注意单位制的统一及不同单位的换算。若质量单位取原子质量单位u,则: 此结论亦可在计算中直接应用。另外,在无光子辐射的情况下,核反应中释放的核能转化为生成的新核和新粒子的动能。因而在此情况下可应用力学原理—动量守恒和能量守恒来计算核能。5、质能方程的理解 对于质量亏损,切忌不能认为这部分质量转化成了能量,质能方程的本质是:第一,质量或能量是物质的属性之一,决不能把物质和它们的某一属性(质量和能量)等同起来。第二,质能方程揭示了质量和能量的不可分割性,方程建立了这两个属性在数值上的关系,这两个量分别遵守质量守恒和能量守恒,质量和能量在量值上的联系决不等于这两个量可以相互转化。第三,质量亏损不是否定了质量守恒定律,生成的γ射线虽静质量为零,但动质量不为零。 考点二、重核的裂变 要点诠释: 重核分裂成中等质量的核的反应过程。 如: 由于中子的增值使裂变反应能持续地进行的过程称为链式反应。发生链式反应的条件是:裂变物质的体积>临界体积。 裂变的应用:原子弹、原子反应堆。 核电站:核电站的核心是核反应堆,核反应堆主要由以下几部分组成。 ①核燃料:浓缩铀235. ②减速剂:浓缩铀235容易捕获慢中子发生反应,采用石墨、中水、或普通水作减速剂. ③控制棒:为了控制能量释放的速度,就要想办法减少中子的数目,采用在反应堆中插入镉棒的方法,利用镉吸收中子能力很强的特性,就可以容易地控制链式反应的速度. ④保护层:反应堆外层是很厚的水泥壁,可防止射线辐射出去. ⑤冷却系统:靠水或液态金属钠在反应堆内外的循环流动,把产生的热量传输出去. 反应堆是核电站的核心,核电站是靠核反应堆产生的内能发电. 考点三、轻核的聚变 要点诠释: 轻核结合成质量较大的核的反应过程。 如: 发生聚变反应的条件是:超高温(几百万度以上)—热核反应。 聚变的应用:氢弹、可控热核反应。要点诠释: 1、原子核既然是由质子和中子组成的,那么为什么还会从原子核里发射出α粒子、β粒子?实际上,发射出来的α粒子和β粒子仍是原子核内的质子和中子结合或转化而成的。α粒子是原子核内的2个质子和2个中子结合在一起发射出来的,β粒子是原子核内的中子转化为质子时产生并发射出来的。所以不能因为从原子核中发射出α粒子和β粒子就认为原子核也是由它们组成的。 2、质量数守恒和核电荷数守恒是我们书写核反应方程的重要依据,但要以核反应的事实为基础, ... ...
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