原子核的裂变 【认知目标】 1、理解原子核平均结合能曲线，知道释放核能的两条途径——重核裂变和氢核聚变 2、知道铀核裂变的条件及其链式反应的原理 3、了解核反应堆和核电站的基本原理 【方法与过程目标】 经历应用已有物理知识解决未知现象的学习思想过程，学习研究微观物理现象的基本方法。 【情感目标】 进一步认识自然科学的对人类社会的伟大贡献，增强对物理学研究的信心。 【学法设计】在老师的引导下，通过阅读教材、积极思考领会本节的知识和方法。 【教学过程】 复习与引入 前面我们学习爱因斯坦质能方程、核力以及核能的有关知识，下面请同学们回答两个问题： 1、质能方程的公式及其意义 2、什么是原子核的结合能和平均结合能？它与原子核的稳定性有什么关系？ （学生回答后，老师加以点评）今天我们学习利用核能的方法。 一、利用核能的途径 要利用核能，就是要通过原子核反应释放出能量。 启发：同学们，核反应前物质的核子数和反应后的核子数有什么关系？ 学生：相等。 继续启发：要实现反应中放出能量，则核反应后核子平均结合能和反应前的核子平均结合能相比应发生什么变化？为什么？ 学生：变大。（此处学生如果回答不正确，则使学生做简单讨论） 介绍：科学家们经过定量研究，发现组成各种元素的核子平均结合能不尽相同，而且已经得出各种元素的核子平均结合能曲线（见教材），为我们成功利用核能提供了重要的基础。请同学们阅读这个图象并与同桌讨论回答以下问题（学生讨论约时间为5分钟）： 1、根据图象的两个坐标轴，说明这个图象的意义。(不同元素的核子平均结合能随原 子序数的变化规律) 2、图中哪些元素的核子平均结合能较小，哪些元素的核子平均结合能较大？（平均 结合能较小的是轻核元素和重核元素，平均结合能较大的是中等元素。） 3、如果要通过核反应释放出能量，应使哪些元素发生何种反应？（可以有两个途径： 使轻核元素发生聚变、使重核元素发生分裂，只要能使平均结合能变大就可以。） 4、根据你所学过的物理知识，你认为这个图象是用什么方法测得的？（此题可以有 多种答案，只要能说明理由就可以，参与答案为测量各原子核的质量，与核子质 量做比较，利用质能方程计算。） 根据学生的回答讲解以上问题，并总结：利用核能的两大途径：轻核聚变和重核裂变。 本节，我们先介绍的是重核的裂变。 二、铀核的裂变 （从核子平均结合能曲线可以看出）虽然原子序数大于26（铁）的原子核都能裂变产生核能，但曲线的平缓部分，由于结合能的差别很小，释放的核能肯定是非常有限的。故平均结合能越小的元素，释放的能量越多——人们找到了铀核和钚，最常用的是铀。下面大家阅
高中物理之核裂变知识点 核反应：在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。 研究表明 原子核的质量虽然随着原子序数的增大而增大，但是二者之间并不成正比关系。其核子的平均质量与原子序数有如图的关系：核子的平均质量是：原子核的质量/核子数。 裂变 物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变。把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做聚变。
铀核裂变的产物是多种多样的，有时裂变为氙（Xe)和锶(Sr),有时裂变为钡（Ba）和氪（Kr）或者锑（Sb）和铌（Nb），同时放出2～3个中子。铀核还可能分裂成三部分或四部分，不过这种情形比较少见。 铀核裂变的许多可能的核反应中的一个是： 铀核的裂变1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，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，一种典型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子，其核反应方程是： 裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：释放出的能为:
在这个反应中释放的能量可以计算如下： 反应中释放的能量：△E= △mc2=141MeV.说明：如果1克铀全部裂变，它放出的能量就相当于2500吨优质煤完全燃烧时放出的化学能。 铀核裂变时，同时释放出2～3个中子，如果这些中子再引起其他U235核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫做链式反应。
链式反应 用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中子又引起了其他铀核的裂变，也就是链式反应。 由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。 使裂变物资能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。 原子弹 “小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑。在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状
高中物理-核裂变练习 基础夯实 一、选择题(1～4题为单选题,5、6题为多选题) 1.235 92U 吸收一个慢中子后,分裂成136 54Xe 和9038Sr,还放出( C ) A ．1个α粒子 B ．3个中子 C ．10个中子 D ．10个质子 解析：设放出的粒子的质量数为x ,电荷数为y ,核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒。由题意可知 ?????235＋1＝136＋90＋x 92＝54＋38＋y 则?????x ＝10y ＝0 由此判定该核反应放出的一定是中子,且个数是10,C 选项正确。 2．中国承诺到2020年碳排放量下降40%～45%。为了实现负责任大国的承诺,我国将新建核电站项目。目前关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是( A ) A ．235 92U ＋10n ―→9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n B ．2411Na ―→2412Mg ＋ 0－1e C ．14 7N ＋42He ―→17 8O ＋11H D ．238 92U ―→234 90Th ＋42He 解析：重核的裂变是指质量数较大的原子核分裂成两个中等质量的原子核,A 是裂变反应,A 正确；B 为β衰变,C 是发现质子的反应,D 是α衰变。 3．1938年哈恩用中子轰击铀核,发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线。下列关于这个实验的说法中正确的是( D ) A ．这个实验的核反应方程是235 92U ＋10n ―→144 56Ba ＋8936Kr ＋10n B ．这是一个核裂变过程,反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和 C ．这个反应中释放出的能量不可以用爱因斯坦的质能方程来计算 D ．实验中产生的γ射线穿透能力极强 解析：根据质量数守恒、电荷数守恒,铀核裂变的核反应方程应为：235 92U ＋10n ―→144 56Ba ＋89 36Kr ＋31 0n,选项A 不正确；铀核裂变过程中产生γ射线,放出能量,发生质量亏损,释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算,选项B 、C 不正确；核反应中产生的γ射线,穿透能力极强,是能量极高的光子,选项D 正确。 4．在核反应中,控制铀235核裂变反应速度的方法是( C ) A ．使用浓缩铀 B ．改变铀块的临界体积
核裂变的产物及历史 原子弹是一种利用核裂变原理制成的核武器。它是由美国最先研制成功的，具有非常强的破坏力与杀伤力，在爆炸的同时会放出强烈的核辐射，危害生物组织。 制造原子弹的材料是铀235，它在天然铀中只占0.7％，其余的占99.3％的铀238是制作原子弹的关键。 1945年第一颗参与战争的原子弹爆炸于日本广岛（Hiroshima），时间为1945年8月6日。1945年8月9日，第二颗原子弹在长崎(Nagasaki)爆炸。直接导致日本于9月2日投降。 原子弹是科学技术的最新成果迅速应用到军事上的一个突出的例子。从1939年发现核裂变现象到1945年美国制成原子弹，只花了6年时间。1939年10月，美国政府决定研制原子弹，1945年造出了三颗。一颗用于试验，两颗投在日本。1945年8月6日投到广岛的原子弹，代号为小男孩，重约4.1吨，威力不到20190吨。同年8月9日投到长崎的原子弹，代号为胖子，重达4.5吨，威力约20190吨。自1945年以来，原子弹技术不断发展，体积、重量显著减小，技术性能日益提高。此外，提高原子弹的突防和生存能力以及安全性能，也日益受到重视。 原子弹的历史 二战期间，科学家西拉德为防止德国人抢先造出原子弹，动
员著名科学家爱因斯坦上书美国总统罗斯福，阐述了研制原子弹对美国安全的重要性。 1941年12月6日(日本偷袭珍珠港的前一天)，罗斯福才批准了美国科学研究发展局全力研制原子弹。 1942年8月，美国制订了研制原子弹的曼哈顿计划。 1943年7月，美国成立原子弹研究所。 1945年3月，美国成立合并秘密的原子能委员会。 1945年7月16日，在新墨西哥州的阿拉莫可德沙漠中进行了世界上第一颗原子弹的爆炸试验。 1945年8月6日和9日，美国向日本广岛、长崎投放原子弹。1949年，苏联成功研制原子弹，英国、法国分别于1952年和1960年爆炸了自己研制的原子弹，1964年，中国也拥有了原子弹。1974年,印度爆炸第一颗原子弹，2019年，巴基斯坦也成为核武器拥有国。
6 核裂变 [先填空] 1．核裂变 重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出核能的过程．2．铀核裂变 用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n. 3．链式反应 当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这种反应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或裂变物质的质量大于临界质量． [再判断] 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．(√) [后思考] 1．铀核的裂变是一种天然放射现象吗？ 【提示】不是．铀核在受到中子轰击后才发生裂变，不是天然放射现象，属于核反应． 2．铀核裂变的核反应方程是唯一的吗？ 【提示】不是．铀核裂变的生成物并不确定，所以其核反应方程不是唯一的． [合作探讨] 原子弹一般应该由两部分组成，一是常规炸药部分，一是核部分，核部分是由分成几块的裂变核材料组成，每一块都在临界体积以下，引爆时，借助常规炸药在极短时间内，将这几块核材料合成一体，使总体积超过临界体积，从而发生链式反应． 探讨1：为什么铀块的体积小于临界体积时不能发生链式反应？ 【提示】如果每次裂变放出的中子平均有一个能再度引起裂变反应，或者说每一代裂变产生的中子数不少于上一代的中子数，裂变反应就能维持下去．当铀块的体积过小时，裂变产生的中子有的可能从裂变物质中漏出去，有的可能被杂质吸收，所以链式反应未必能持续下去． 探讨2：裂变反应发生后，裂变反应物的质量增加还是减小？为什么？ 【提示】减小．裂变反应释放大量的能量，所以发生质量亏损，反应后的质量减小． [核心点击] 1．铀核的裂变和裂变方程 (1)核子受激发：当中子进入铀235后，便形成了处于激发状态的复核，复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规则的形状． (2)核子分裂：核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块，同时放出2或3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核能． (3)常见的裂变方程：
两个较轻的原子（质量数大致小于16）聚合成一个较重的原子核，同时放出大量的能量，这种核反应叫聚变反应。它是获得原子能的重要途径之一。一升的海水约含有0.03克的氘，通过核聚变反应能产生相当于300升汽油燃烧所放出的能量。由于原子核间有很强的静电斥力，核聚变反应必须在几千万摄氏度至上亿摄氏度的高温下才能发生。太阳和一些恒星内部温度很高，原子核有足够在的动能克服核间静电斥力而发生聚变反应。太阳里发生的持续的核聚变反应，源源不断地给我们提供光和热。 一个重的原子核分裂成两个质量略为不同的较轻的原子核，同时放出大量能量，这种反应叫做裂变反应。裂变有自发裂变和受激裂变反应两种。自发裂变是原子核不稳性的一种表现形式，天然同位素自发裂变半衰期都很长，如铀-238约为1016年；一些原子核比铀原子核重的同位素（超铀核素）自发裂变半衰期相对较短，如锎-252只有85.5年。重原子核受到其他粒子（中子、带电粒子、光子）轰击时分裂成两个质量略为不同的较轻原子核，叫受激裂变。1947年，我国科学家钱三强、何泽慧首先观察到中子轰击铀裂变时，铀核也有分裂成三块或四块的情况。但这种现象是非常稀少的。三分裂和四分裂相对于二分裂之比分别为3：1000和3：10000。重核裂变时释放出大量的能量，是获得原子能重要途径之一。1公斤铀-235完全裂变释放出的能量相当于两万吨TNT炸药爆炸时释放的能量，也相当于2700吨标准煤完全燃烧释放出的能量。重核裂变反应释放的大量能量已在核电站中得到充分应用。 爱因斯坦１９０５年在提出相对论时指出，物质的质量和能量是同一事物的两种不同形式，质量可以消失，但同时会产生能量。１９３８年，德国科学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼在居里夫人实验的基础上，发现了核裂变现象：当中子撞击铀原子核时，一个铀核吸收了一个中子，分裂成两个较轻的原子核，在这个过程中质量发生亏损，因而放出很大的能量，并产生两个或三个新的中子，这就是核裂变反应。 １９４６年，在法国居里实验室工作的中国科学家钱三强、何泽慧夫妇发现了铀核的"三裂变"、"四裂变"现象，即铀原子核在中子的作用下，除了可以分裂为两个较轻的原子核外，还可以分裂为三个甚至四个更轻的原子核。只有铀－２２３、铀－２３５和钚－２３９这三种材料的原子核可以由"热中子"引起核裂变，因此它们被称为易裂材料。其中只有铀－２３５存在于界，铀－２３３、钚－２３９分别是由自然界中的钍－２３２、铀－２３８吸收中子后生成的。而在天然铀中，铀－２３５仅占０．７％，其余的９９．３％几乎都是铀－２３８。 链式裂变反应释放的核能叫做核裂变能。这种２０世纪出现的新能源，目前已占人类总能源消费量的６％。核能的和平利用，对于缓解能源短缺、减轻环境污染都具有重要意义。但是，核裂变产生的核废料、核电站能否安全运转，都引起人们的忧虑。如果利用轻原子核的聚变反应产生的核聚变能够得到工业应用，那么人类将从根本上解决能源需求的问题。核聚变能是两个轻原子核结合在一起时，由于发生质量亏损而放出的能量。核聚变的原料是海水中的氘（重氢）。早在１９３４年，物理学家卢瑟福、奥利芬特和哈尔特克已在静电加速器上用氘－氘反应制取了氚（超重氢），首次实现了聚变反应。海水里的氘只占０．０１５％，但由于地球上有大量海水，每升海水中所含的氘通过核聚变反应产生相当于３００升汽油燃烧所放出的能量，因此可以利用的核聚变材料是极为丰富的。据估计，海水中的氘通过核聚变释放的聚变能可供人类在高消费水平的基础上使用５０亿年。有关科学家们正在积极研究、一些国家政府也大力支持开发丰富而清洁的核聚变能。 美国广播公司１９９９年４月１２日播发的一篇题为《为聚变开拓未来》的消息说：使用美国最新建成的试验核反应堆的科学家们认为，他们为２１世纪开发一种安全而又取之不尽的能源--聚变能- -而进行的努力取得了进展。建在美国中部新泽西州郊区普林斯顿大学等离子体物理实验室的"国家球形核聚变实验装置（ＮＳＴＸ）" ，使支持提供聚变能研究经
19．6 重核的裂变 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量。 2．知道什么是链式反应。 3．会计算重核裂变过程中释放出的能量。 4．知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。 （二）过程与方法 1．通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力。 2．通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。 （三）情感、态度与价值观 1．激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系。 2．通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。 3．确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。 ★教学重点 1．链式反应及其释放核能的计算。 2．重核裂变的核反应方程式的书写。 ★教学难点 通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。 ★课时安排
1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 教师：大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟．大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。 播放VCD光碟，展示原子弹爆炸的过程及原子弹爆炸后形成的惨景的片段。 学生：观看原子弹爆炸的过程，并形成裂变能放出巨大能量的初步认识。 点评：激发起学生主动探求知识的欲望，从而为下一步进行教学活动奠定一个良好的基础。 （二）进行新课 1．核裂变（fission） 提问：核裂变的特点是什么？ 让学生阅读课本核裂变部分内容，分小组讨论。每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。 学生回答：重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变。 教师总结：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。 提问：是不是所有的核裂变都能放出核 能？ 让学生阅读有关核子平均质量有补充材 料。分小组讨论。每一小组由一位同学陈述小 组讨论的结果。 学生回答：只有核子平均质量减小的核反 应才能放出核能。 点评：有利于培养学生合作式学习的能力。 知识总结：不是所有的核反应都能放出核 能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。只有重核裂变和轻核聚变能放出大量的能量。 点评：个人及小组的竞争，活跃课堂气氛，激活学生思维，增加学习的趣味性。 2、铀核的裂变
第六节核裂变 学习目标 ※知道什么是裂变 知识导图 知识点1重核的裂变 1．定义 使重核分裂成__中等质量__的原子核的核反应叫重核的裂变。 2．核反应类型 重核的裂变只发生在__人为控制__的核反应中，自然界不会自发的产生。 3．一种典型的铀核裂变 235 U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋__310n__。 92 知识点2链式反应 1．定义 重核裂变产生的__中子__使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫链式反应。 2．条件 发生裂变物质的体积大于__临界体积__或裂变物质的质量大于__临界质量__。 知识点3核电站 1．核电站的工作原理 核电站的核心是__核反应堆__，其简化示意图如图所示。各部分作用如下： (1)核燃料：反应堆使用浓缩铀(铀235占3%～4%)制成__铀棒__作为核燃料，释放__核能__。 (2)减速剂：用__石墨、重水和普通水__，使裂变中产生的中子减速，以便被铀235吸收。 (3)控制棒：由吸收中子能力很强的__镉__制成，用以控制__反应速度__。 (4)水泥防护层：反应堆外层是很厚的__水泥壁__，可防止射线辐射出去。 (5)热交换器：靠__水__和__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。 2．核电站与火电站相比有何优缺点 (1)优点：①核电站消耗的燃料__很少__。
②作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量__很大__。 ③火电站烧煤要放出很多污染物，而核电站放出的污染物要__少得多__。 (2)缺点：①一旦核泄漏会造成严重的__核污染__。 ②核废料处理__比较困难__。 预习反馈 『判一判』 (1)只要铀块的体积大于临界体积，就可以发生链式反应。(×) (2)中子从铀块中通过时，一定发生链式反应。(×) (3)重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小。(×) (4)核反应堆是通过调节中子数目以控制反应速度。(√) (5)核反应堆用过的核废料无毒无害。(×) 『选一选』 山东荣成石岛湾核电站总装机规模400万千瓦。核电站与火电站相比较，下列说法错误的是(B) A．核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量 B．就可采储量来说，地球上核燃料资源远大于煤炭 C．在经济效益方面核电与火电不相上下 D．核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理 解析：核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量，A正确；就可采储量所提供的能量来说，远大于煤炭所能提供的能量，而不是采储量，B错误；在经济效益方面核电与火电不相上下，C正确；核电站是有污染的，核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理，D正确。 『想一想』 如图为核裂变示意图。 (1)重核裂变是一种天然现象吗？ (2)只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗？ 答案：(1)不是(2)不能 解析：重核的裂变不能自发地进行，只能发生在人工控制的核反应中，只有达到链式反应的条件时，才会发生重核的裂变。 探究一重核的裂变及链式反应 S 思考讨论 i kao tao lun 1 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400m的范围内，沙石都被
核裂变 一、核裂变的发现过程 1911年，卢瑟福提出了一个原子模型（卢瑟福模型）：原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，电子在原子核外绕核作轨道运动。原子核带正电，电子带负电。 1913年，玻尔提出了量子化的玻尔模型，对卢瑟福模型进行了改进。 贝奎雷尔、玛丽·库里，皮埃尔·库里和卢瑟福进一步阐述了原子核的特性：虽然紧密结合，但可以进行不同形式的放射性衰变，从而变成其他元素。例如，α衰变：两个质子和两个中子结合成一个与氦原子核相同的粒子。 此时，一些核转换工作已经完成。1917年，卢瑟福使用α粒子轰击氮核14N+α→17O+p的反应，完成了氮转化为氧的过程。这是对核反应的第一次观察，即一个衰变的粒子可转换另一个原子核的反应。1932年，卢瑟福的同事厄内斯特·沃尔顿和约翰·考克罗夫特完成了一个完全人造的核反应和核转化。他们使用人工加速的质子轰击锂7，将这个原子核分裂成两个α粒子。这个壮举俗称“分裂原子”， 在1932年英国物理学家詹姆斯·查德威克发现中子后，恩里科·费米和他的同事们于1934年分析中子轰击铀的结果，费米得出的结论是他的实验创造了93和94个质子的新元素，然而，并非所有人都相信费米对他的结果的分析。德国化学家艾达·诺德克在1934年的提出，费米的工作不是创造一种新的、更重的元素93，而是“可以想象的，原子核分裂成几个大的碎片”。 哈恩在实验室里用慢中子轰击铀原子核，希望获得一种比铀重得多的新元素。1938年底，实验结果使他们大吃一惊：他们本来预期能发现一种比铀重得多而不是更轻的元素，但结果却得到了一种在实验开始前并不存在的比铀轻得多的元素——钡，这与之前哈恩他们所预想的实验结果不一样!这使他们感到非常惊愕和困惑。 当时，哈恩在论文中并未使用“裂变”一词，因为他对这种铀核被劈开的实验结果并无十分把握，也没有找到铀核在中子作用下成为两个较轻原子现象的物理学解释，所以当哈恩将论文寄出时，内心对这种现象依然感到有些不可思议。1939年2月，迈特纳与弗里施联名在英国《自然》杂志发表了题为“中子导致
高中物理-核裂变练习 我夯基 我达标 1.原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置,它主要由四部分组成（ ） A.原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统 B.原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统 C.原子燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统 D.原子燃料、中子源、原子能聚存系统和输送系统 思路解析：通过学习,我们知道核反应堆的构成分四部分：原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统. 答案：A 2.已知在铀235裂变成钡和氪的过程中,质量亏损Δm=0.215 3 u ,则反应中平均每个核子释放的能量为多少？ 思路解析：铀核裂变为不同的产物时,每个核子释放的能量不同,一般来说平均每个核子释放的能量约为1 MeV.由爱因斯坦质能方程,可求得铀核裂变时放出的能量： ΔE=Δmc 2 =0.215 3×931.5 MeV=201 MeV 铀核中含有235个核子,所以平均每个核子释放的能量为235 201 MeV=0.86 MeV. 答案：0.86 MeV 3. U 23592 受中子轰击时会发生裂变,产生Ba 14156和Kr 92 36,同时放出200 MeV 的能量.现要建设发电功率是5×105 kW 的核电站,由铀235作为原子锅炉的燃料.假设核裂变释放的能量全部被 用来发电,那么一天需纯铀235的质量为多大？（阿伏加德罗常数为6.02×1023 个/mol ） 思路解析：铀235释放的能量等于一天发电的电能,计算出发电功率为5×105 kW 的发电站一天发出的电能,也就是一天所需要的235释放的核能,进而求得铀235的质量.先根据发电 功率计算出每天应发电能的总量为：E=24×3.6×103×P=4.32×1013 J, 要得到这么多能量需要裂变的铀原子数目为：n=19 813106.11021032.4-????=1.35×1024 个, 则对应的质量为m=23 2410 02.61035.1??=?M N n ×235×10-3 kg=0.527 kg. 答案：0.527 kg 4.裂变反应是目前核能利用中常用的反应,以原子核 U 235 92 为燃料的反应堆中,U 23592俘获一 个慢中子后发生裂变反应可以有多种方式,其中一种方式可表示为： n Sr Xe n U 109438 13954 10 235 92 3+ + → + 235.043 9 1.008 7 138.917 8 93.915 4 反应方程下方的数字是中子及有关原子核静止时的质量（以原子核质量u 为单位）,已 知1 u 的质量对应的能量为9.3×102 MeV,求放出的能量. 思路解析：裂变前后的质量亏损是： Δm=(235.043 9+1.008 7-138.917 8-3×1.008 7) u, 由质量方程E=mc 2有ΔE=Δmc 2 ,