第六节 重核的裂变

重核裂变课件一、引言核裂变是指重核在吸收中子后，发生核反应，分裂成两个或多个较轻的核，并释放出大量能量的过程。

这一现象最早由德国物理学家奥托·哈恩在1938年发现，其研究成果为人类开发核能奠定了基础。

本课件旨在介绍重核裂变的基本原理、反应类型、应用领域及安全控制等方面的知识。

二、重核裂变的基本原理1.核裂变过程重核裂变是指重核在吸收一个中子后，发生核反应，分裂成两个较轻的核，并释放出大量能量的过程。

裂变过程中，重核吸收一个中子后，形成一个复合核，该复合核处于激发态，不稳定。

随后，复合核发生形变，两个较轻的核在形变过程中分离，同时释放出两个或多个中子、大量的能量以及γ射线。

2.裂变链式反应在裂变过程中，释放出的中子可以继续引发其他重核发生裂变，形成链式反应。

为了维持链式反应，必须满足临界条件，即裂变产生的中子数量等于或大于吸收的中子数量。

在实际应用中，通过控制棒等手段调节中子数量，实现对链式反应的控制。

3.裂变产物及能量释放重核裂变产物主要包括两个较轻的核（裂变碎片）、释放的中子、能量（包括裂变能和γ射线能量）。

裂变能是指裂变过程中释放的核能，其大小约为200MeV。

这些能量主要以热能形式释放，可用于发电、供热等。

三、重核裂变的反应类型1.可控链式反应在核电站中，通过控制棒等手段调节中子数量，使裂变反应恰好维持在一个稳定的水平，实现可控链式反应。

这种反应产生的能量可以用来发电，为人类提供清洁、高效的能源。

2.不可控链式反应在核武器中，利用不可控链式反应产生的大量能量，实现爆炸效果。

不可控链式反应的特点是裂变产生的中子数量迅速增加，导致反应速度急剧加快，直至燃料耗尽。

3.加速器驱动系统（ADS）加速器驱动系统是一种新型核裂变技术，通过粒子加速器产生高能中子，激发重核发生裂变。

ADS具有较高的安全性，可以有效地处理核废料，同时实现能量高效利用。

四、重核裂变的应用领域1.核能发电核能发电是重核裂变最重要的应用领域。

高中物理重核的裂变教案教学内容：裂变的定义、裂变反应原理、裂变链式反应、裂变在核反应堆中的应用等。

教学目标：1. 了解裂变是指重核核素发生核分裂反应的过程；2. 理解裂变反应原理，能够描述裂变链式反应的过程；3. 掌握裂变在核反应堆中的应用，了解核反应堆的构造和工作原理。

教学重点：裂变的定义、裂变反应原理、裂变链式反应、核反应堆的应用。

教学难点：理解裂变链式反应的过程，掌握核反应堆的工作原理。

教具准备：教科书、幻灯片、黑板、粉笔、实验器材等。

教学过程：一、导入：通过引入铀、钚等重核元素的特点，引出裂变的概念。

二、讲解：1. 裂变的定义：重核核素被中子撞击后，发生核分裂反应，释放出大量能量的过程称为裂变。

2. 裂变反应原理：中子撞击重核核素后产生镉、钚等核素，同时释放出中子和能量。

3. 裂变链式反应：一个裂变反应产生的中子会再次激发其他重核核素发生裂变，形成一个连续的链式反应。

4. 核反应堆的应用：核反应堆是一种利用裂变反应产生能量的装置，通过控制反应速率来释放能量，并在核反应堆中产生热能供应电力、加热等。

三、实验演示：通过展示核反应堆工作原理、模拟裂变反应链式反应等实验，让学生直观地感受裂变反应的过程。

四、课堂讨论：让学生分组进行小组讨论，探讨裂变反应对能源发展的影响，以及核反应堆存在的风险与安全措施等问题。

五、总结提升：对裂变的定义、裂变链式反应、核反应堆的应用等内容进行总结，并鼓励学生提出问题和思考。

六、作业布置：布置相关的阅读资料或实验报告，巩固学生对裂变的理解。

七、课堂反思：评估本节课教学是否达到了预期目标，总结本节课的亮点和不足之处，为下一堂课的教学做准备。

第六节重核的裂变教学目标：（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。

（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。

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。

课件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。

学生活动：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。

（二）新课教学1、核裂变指导学生阅读课本核裂变部分内容并回答问题：核裂变的特点是什么？ 学生活动：阅读教材，回答问题：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。

第6节核__裂__变1．裂变定义重核分裂为质量较小的核，释放出核能的反应。

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等于临界体积或裂变物质的质量大于等于临界质量。

[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．核裂变反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，同时遵循电荷数守恒。

(√)2．裂变物质的体积需要大于等于临界体积，链式反应才能顺利进行。

(√)[释疑难·对点练]1．铀核的裂变和链式反应(1)哈恩的发现：1938年12月，德国物理学家哈恩与斯特拉斯曼在利用中子轰击铀核时，发现了铀核的裂变，向核能的利用迈出了第一步。

(2)裂变的解释：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，由于复核中核子的激烈运动，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2～3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能量：铀核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量，一般来说，平均每个核子放出的能量约为1 MeV,1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t优质煤燃烧时释放的能量。

裂变时能产生几万度的高温。

(3)铀核裂变的条件：①铀核的裂变只能发生在人为的核反应中，自然界中不会自发地产生裂变，而是发生衰变。

②要使铀核裂变，首先要利用中子轰击铀核，使其分裂，并放出更多的中子，这些中子再去轰击更多的铀核，产生更多的中子，就形成了链式反应。

③链式反应速度很快，如不加以控制，能量在瞬间急剧释放引起剧烈爆炸(如原子弹)。