高二物理 选修3-5 19.6 核裂变与核聚变
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高二物理选修核聚变导学案一、知识点扫描1、聚变及其条件问题:什么叫轻核的聚变?问题:为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能?计算氢的聚变反应所释放能量:2H+31H→42He+10n1(21H的质量是2.0136u,31H的质量是3.0166u,42He的质量是4.0026u,10n的质量是1.0087u。
)提问:请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件?结论:微观上:参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围,即10-15 m,要使原子核接近到这种程度,必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。
宏观上:要使原子核具有如此大的动能,就要把它加热到几百万摄氏度的高温。
聚变反应一旦发生,就不再需要外界给它能量,靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去,在短时间释放巨大的能量,这就是聚变引起的核爆炸。
说明:(1)热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着,太阳和很多恒星的内部温度高达107 K 以上,因而在那里进行着激烈的热核反应,不断向外界释放着巨大的能量。
太阳每秒释放的能量约为3.8×1026 J,地球只接受了其中的二十亿分之一。
太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。
它每秒有7亿吨原子核参与碰撞,转化为能量的物质是400万吨。
科学家估计,太阳的这种“核燃烧”还能维持90亿~100亿年。
当然,与人类历史相比,这个时间很长很长!(2)上世纪四十年代,人们利用核聚变反应制成了用于战争的氢弹,氢弹是利用热核反应制造的一种在规模杀伤武器,在其中进行的是不可控热核反应,它的威力是原子弹的十几倍。
提问:氢弹爆炸原理是什么?2、可控热核反应(1)聚变与裂变相比有很多优点提问:目前,人们还不能控制核聚变的速度,但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应,以使核聚变造福于人类。
我国在这方面的研究和实验也处于世界领先水平。
请同学们自学教材,了解聚变与裂变相比有哪些优点?可控热核反应发展进程:总结:聚变与裂变相比,这是优点之一,即轻核聚变产能效率高。
裂变与核聚变教案【学习目标】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.了解核聚变的特点及其条件。
4.了解可控热核反应及其研究和发展。
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.通过自己阅读课本,查阅资料,培养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.激发热爱科学、探求真理的激情,树立实事求是的科学态度,培养基本的科学素养,通过核能的利用,思考科学与社会的关系。
2.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。
【学习重点】1.重核裂变的核反应方程式的书写。
2.核聚变的特点和条件。
【学习难点】核聚变的特点和条件。
【学习过程】一、核裂变的发现1.核裂变:重核分裂成质量______________的核,释放出核能的反应,称为裂变。
2.铀核的裂变用________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___________________________________________。
3.链式反应(1)由重核裂变产生的________使裂变反应一代接一代继续下去的过程,叫做核裂变的链式反应。
(2)链式反应的条件①铀块的体积________或等于临界体积或铀块的质量________或等于临界质量。
②有足够数量的______中子。
4.核袭击的防护(1)核爆炸瞬时效应防护①利用工事进行掩蔽。
②在开阔地面上的人员,发现核爆闪光时,立即背向爆心卧倒,可减轻伤害。
(2)放射性沾染防护①避开在沾染区或高照射量率的地区行动。
②及时穿戴个人防护器材,防止人体受沾染。
③人员通过沾染区时尽量乘坐车辆,在沾染区作业时要尽量缩短时间。
④进入沾染区执行任务的人员,可服用抗辐射药,减少放射性物质在人体内的存留。