1、《重核的裂變》,《輕核的聚 變 》,核反應(yīng),,,,電子,原子核,,在核物理學中，原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應(yīng)．,,研究表明：原子核的質(zhì)量雖然隨著原子序數(shù)的增大而增大，但是二者之間并不成正比關(guān)系，其核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)有如圖的關(guān)系：,,,核子的平均質(zhì)量是：,原子核的質(zhì)量,核子數(shù),,,,,,,,,核子平均質(zhì)量,,,,,核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)之間的關(guān)系,物理學中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反應(yīng)叫做裂變．

2、把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反映叫做聚變．,一、裂變,,,,〓,,,聚變,〓,,,,裂變,鈾核裂變釋放的核能計算, 1939年12月，德國物理學家哈恩和他的助手斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)，用中子轟擊鈾核時，鈾核發(fā)生了裂變。鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，一種典型的反映是裂變?yōu)殇^和氪，同時放出三個中子，其核反應(yīng)方程是：,鈾核的裂變,,,,,+,→,+,+,裂變中釋放出巨大的能量，在上述裂變中，裂變后的總質(zhì)量小于裂變前的總質(zhì)量，質(zhì)量虧損：

3、,,,釋放出的能量為,,,,, 1939年12月，德國物理學家哈恩和他的助手斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)，用中子轟擊鈾核時，鈾核發(fā)生了裂變。鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，一種典型的反映是裂變?yōu)殇^和氪，同時放出三個中子，其核反應(yīng)方程是：,鈾核的裂變,,,,,+,→,+,+,裂變中釋放出巨大的能量，在上述裂變中，裂變后的總質(zhì)量小于裂變前的總質(zhì)量，質(zhì)量虧損：,,,釋放出的能量為,,,,,1kg鈾全部裂變，它放出的能量超過2000t優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時釋放

4、的能量．,用中子轟擊鈾核時，鈾核發(fā)生了裂變，釋放出的中子又引起了其他鈾核的裂變，也就是鏈式反應(yīng)．,鏈式反應(yīng),鏈式反應(yīng)發(fā)生的條件,1、鈾塊的體積大于臨界體積,2、有足夠濃度的鈾235,3、有足夠數(shù)量的慢中子,使裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈式反應(yīng)的最小體積叫做它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量。,1 輕核的聚變（熱核反應(yīng)）,某些輕核能夠結(jié)合在一起，生成一個較大的原子核，這種核反應(yīng)叫做聚變。,二、聚變,2、發(fā)生聚變的條件:,使原子核間的距離

5、達到10-15m,實現(xiàn)的方法有:,（1）、用加速器加速原子核；,（２）、把原子核加熱到很高的溫度；,108～109K,聚變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng),輕核的聚變:,根據(jù)所給數(shù)據(jù),計算下面核反應(yīng)放出的能量:,氘核的質(zhì)量：mD＝2.014102u氚核的質(zhì)量：mT＝3.016050u,氦核的質(zhì)量：mα＝4.002603u中子的質(zhì)量：mn=1.008665u,三、,三、聚變與裂變的區(qū)別,1、原理不同,2、放出的能量大小不同,3、廢料處理難度不同,4、

6、“燃料”的儲藏量不同,5、兩種反應(yīng)的可控性不同,鏈式反應(yīng)的應(yīng)用——核電站慢中子反應(yīng)堆,核電站---核反應(yīng)堆,原子彈,,,中國第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖,氫彈爆炸形成的磨姑云,1．下列說法正確的是 A. 是衰變方程 B. 是核聚變反應(yīng)方程 C. 是核裂變反應(yīng)方程

7、 D. 是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程,,,答案：BD,（09年安徽卷）,由平衡條件可知 A．k=1 d=4 B．k=2 d=2 C．k=1 d=6 D．k=2 d=3,2．原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源。當氘等離子體被加熱到適當高溫時，氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量。這幾種反應(yīng)

8、總的效果可以表示為,,,解由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，分別有解得 k=2，d=2。正確選項為B。,外切衰變,3、如圖，在勻強磁場中的A點，有一個靜止的原子核，當它發(fā)生哪一種衰變時，射出的粒子以及新核的軌道才作如圖的圓周運動，并確定它們環(huán)繞的方向，若兩圓的半徑之比是45∶1，這個放射性元素原子核的原子序數(shù)是多少？,解：由動量守恒定律 MV-mv = 0 兩者速度方向相反,必須是同種電荷才能外切，所以是 α衰變。,由左手

9、定則，兩者的環(huán)繞的方向均為逆時針方向。,r=mv/qB∝1/q,qa/qb=rb/ra=2/90 大圓為α粒子，,這個原子核的原子序數(shù)是92,,,原子彈,,,美國原子彈突襲廣島和長崎造成了巨大的毀傷．在長崎投擲的原子彈爆炸后形成的蘑菇狀云團，爆炸產(chǎn)生的氣流、煙塵直沖云天，高達12英里多．廣島市區(qū)80%的建筑化為灰燼，64000人喪生，72000人受傷，傷亡總?cè)藬?shù)占全市總?cè)丝诘?3%．長崎市60%的建筑物被摧毀，傷亡86000人，占

10、全市37% ．,,,原子彈,1．在核反應(yīng)方程式中（ ） A．X是中子，k=9 B．X是中子，k=10 C．X是質(zhì)子，k=9 D．X是質(zhì)子，k=10,B,,,2.中子n、質(zhì)子p、氘核D的質(zhì)量分別為 現(xiàn)用光子能量為E的γ射線照射靜止氘核使之分解，反應(yīng)的方程為 若分解

11、后中子、質(zhì)子的動能可視為相等，則中子的動能是 （ ）,C,,核防護,（１）核爆炸瞬時效應(yīng)防護。,對核襲擊的防護大致可分為兩大類。,利用工事進行掩蔽,在開闊地面上的人員，當發(fā)現(xiàn)核爆閃光時，立即背向爆心臥倒，可減輕傷害。,（２）放射性沾染防護。,避開在沾染區(qū)或高照射量率的地區(qū)行動,人員通過沾染區(qū)時盡量乘坐車輛，在沾染區(qū)作業(yè)時要盡量縮短時間,及時穿戴個人防護器材，防止人體受沾染,進入沾染區(qū)執(zhí)行任務(wù)的人員，可服用抗輻射藥，以減少放射

12、性物質(zhì)在人體內(nèi)的存留,解決能源危機根本途徑——核能 可開發(fā)的核裂變?nèi)剂腺Y源可使用上千年。核聚變資源可使用幾億年。,二、核電站,核能----解決能源危機的根本途徑核發(fā)電量占總發(fā)電比例最多的10個國家是：法國 75% 立陶宛 73.1% 比利時 57.7% 保加利亞 47.1% 斯洛伐克 47% 瑞典 46.8% 烏克蘭 43.8% 韓國 42.8%

13、 匈牙利 38.3% 亞美尼亞 36.4%,世界核能發(fā)電占全部電量1/4,核電站－－－－秦山核電站,教學目標,1、知識與技能（1）知道核裂變的概念，知道重核裂變中能釋放出巨大的能量；（2）知道什么是鏈式反應(yīng)；（3）會計算重核裂變過程中釋放出的能量；（4）知道什么是核反應(yīng)堆。了解常用裂變反應(yīng)堆的類型，了解核電站及核能發(fā)電的優(yōu)缺點。2、過程與方法（1）通過對核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)關(guān)系的理解，培養(yǎng)學生的邏輯

14、推理能力及應(yīng)用教學圖像處理物理問題的能力；（2）通過讓學生自己閱讀課本，查閱資料，培養(yǎng)學生歸納與概括知識的能力和提出問題的能力。,3、情感、態(tài)度與價值觀（1）激發(fā)學生熱愛科學、探求真理的激情，樹立實事求是的科學態(tài)度，培養(yǎng)學生基本的科學素養(yǎng)，通過核能的利用，思考科學與社會的關(guān)系；（2）通過教學，讓學生認識到和平利用核能及開發(fā)新能源的重要性；（3）確立世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運動變化的，而變化過程必然遵循能量守恒的觀點。教學重點：鏈式