高中物理 19.6核裂变详解

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。

高三物理核裂变知识点归纳核裂变是指重核(如铀、钚等)被中子加速后变为两个或更多质量较小的核的过程。

核裂变是一种放能反应，其释放的能量可用于核能的利用。

下面将对高三物理核裂变的知识点进行全面归纳。

一、核裂变的基本原理核裂变是重核由中子轰击后发生的裂变反应。

当中子轰击重核时，重核吸收中子然后产生Β链崩裂，形成两个或更多的轻核，同时释放大量的能量和中子。

核裂变的基本方程式为：重核 + 中子→ 轻核 + 能量 + 中子。

在核裂变过程中，质量损失会转化为能量释放。

二、裂变反应堆裂变反应堆是利用核裂变反应产生大量能量的装置。

裂变反应堆中，通过控制自发裂变反应的速率和有效利用中子来维持连续的裂变链式反应。

核裂变反应堆主要包括以下几个部分：1. 燃料：主要使用铀-235或钚-239作为裂变反应的燃料材料，燃料裂变产生大量热能。

2. 导热剂：通常使用水或重水作为导热剂，将裂变产生的热能传递给工质。

3. 冷却剂：用于从反应堆中带走燃料产生的热能，保持反应堆的工作温度。

4. 反应堆堆芯：包括燃料棒、控制棒和冷却管等，其中燃料棒起到反应堆燃料的载体作用。

5. 控制系统：用于控制反应堆中裂变反应的速率，通常通过吸收中子来调节反应堆的输出功率。

6. 安全系统：用于监测反应堆的运行状态，保证反应堆安全。

三、核裂变释放的能量核裂变过程中释放的能量来自于质量的损失，根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，质量m的损失会转化为能量E。

核裂变释放的能量非常巨大，可用于发电和核武器等领域。

核裂变释放的能量大小与核反应堆运行情况相关，主要包括：1. 燃料使用率：燃料中的铀-235或钚-239的利用率越高，释放的能量越大。

2. 中子吸收截面：中子吸收截面越大，相同条件下裂变释放的能量越大。

3. 反应堆控制：通过控制反应堆中的裂变反应速率，可以调节释放的能量大小。

4. 燃料堆芯设计：合理的燃料堆芯设计可以提高裂变产生的能量和中子输出。

四、核裂变应用领域核裂变广泛应用于能源工业和国防事业，主要包括以下几个领域：1. 核电站：核裂变主要用于发电，核反应堆中的裂变反应释放的热能被利用转化为电能，为社会供电。

核裂变原理核裂变（Nuclear Fission）是指重核（如铀、钍等）的原子核在被撞击或吸收中慢中子的作用下分裂成两个较大的原子核的现象。

核裂变的原理是基于一系列物理过程和相互作用。

引言核裂变是一种释放出大量能量的过程，也是核能发电和核武器的基础。

了解核裂变原理对于理解核能的产生和利用具有重要意义。

本文将介绍核裂变的原理、过程和相关概念。

原理核裂变的原理是基于重核原子核的不稳定性。

重核的原子核通常由质子和中子组成，中子数量多于质子数量。

当一个慢中子被吸收或撞击重核原子核时，可以触发原子核的裂变过程。

裂变过程中，重核原子核分裂成两个较大的原子核，并释放出大量的能量。

这两个分裂产物中通常包含一些中子和大量的释放能量。

同时，释放的中子还可以引发更多的裂变反应，形成连锁反应。

过程核裂变的过程可以描述为以下几个步骤：1.吸收或撞击：一个慢中子被重核原子核吸收或撞击。

2.裂变：重核原子核分裂成两个较大的原子核。

3.释放能量：裂变过程释放出大量的能量。

4.产生中子：裂变过程产生一些中子。

5.连锁反应：释放的中子引发更多的裂变反应，形成连锁反应。

能量释放核裂变的能量释放取决于裂变产物的质量差异。

裂变产物的质量总和与初始重核的质量之差称为裂变释放的能量。

根据质量与能量的关系（Einstein’s mass-energy equation），裂变释放的能量可以通过以下公式计算：\[E = Δm \times c^2\]其中，\[E\]表示释放的能量，\[Δm\]表示质量差异，\[c\]表示光速。

由于光速的值很大，质量差异较小的裂变反应也能释放出巨大的能量。

连锁反应释放的中子可以引发更多的裂变反应，从而形成连锁反应。

连锁反应的产生需要满足以下两个条件：1.每个裂变产物产生的中子引发一个或更多的裂变反应。

2.连锁反应维持在恒定的比率，以保持反应进行。

连锁反应的控制至关重要，过快或过慢的反应都会导致不稳定的情况。

在核能发电中，连锁反应的控制通常通过控制反应堆中的中子速度和密度来实现。

19.6 核裂变学习目标1．知道什么是裂变。

2．了解铀核的裂变特点。

3．知道重核裂变能放出能量，知道链式反应。

4．了解核电站的工作原理。

重点：1．重核裂变反应的核能计算。

2．核反应堆的工作原理。

难点：链式反应及核电站。

知识点一、核裂变（fission）1．概念：重核分裂成中等质量的核，释放出核能的反应，称为裂变。

2．特点：只有核子平均质量减小的核反应才能放出核能。

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。

3．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。

【题1】关于重核的裂变，以下说法正确的是A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应C．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D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能192 0 56 36 0 【答案】D【解析】根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子即发生核反应， 是核能转化为其他形式能的过程。

其释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能量，链式反应是有条件的， 即铀块的体积必须大于其临界体积，如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反应就不会发生。

在裂变反应中核子数是不会减小的，如 235U 裂变为 90Sr 和 136Xe 的核反应，其核反应方程为 235U ＋1n―→90Sr ＋136Xe ＋101n ， 92 38 5492 0 38 54 0其中各粒子质量分别为 m U ＝235.043 9u ，m n ＝1.008 67u ，m Sr ＝89.907 7u ，m Xe ＝135.907 2u ，质量亏损为Δm ＝（m U ＋m n ）－（m Sr ＋m Xe ＋10m n ）＝0.151 0u可见铀裂变的质量亏损是远小于一个核子的质量的，核子数是不会减少的，因此选项 A 、B 、C 均错。

课时19. 6重核的裂变核聚变粒子和宇宙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.会计算重核裂变过程中释放出的能量。

3。

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。

4. 了解聚变反应的特点及其条件。

了解可控热核反应及其研究和发展。

5。

知道轻核的聚变能够释放出很多的能量，如果能加以控制，将为人类提供广阔的能源前景.6。

了解构成物质的“基本粒子"及粒子物理的发展史，初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一.1。

核裂变(1）重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为①。

（2）这种由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，叫作核裂变的②链式反应。

(3)通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的③临界体积，相应的质量叫作④临界质量。

2。

核电站（1）核燃料——⑤铀棒，由浓缩铀制成。

（2)控制棒—-由镉做成，用来控制⑥反应速度.（3）减速剂由石墨、重水或普通水(有时叫轻水）做成，用来跟快中子碰撞，使快中子能量减少，变成⑦慢中子，以便让U235俘获。

（4)冷却剂：用水或液态钠等流体将反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却。

（5）水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，防止核辐射。

3。

核聚变两个轻核结合成质量较大的核,这样的反应叫作⑧聚变。

聚变的条件：要加热到几百万摄氏度的高温。

4. 受控热核反应聚变与裂变相比有很多优点：轻核聚变产能效率高;地球上聚变燃料的⑨储量丰富；轻核聚变反应更为⑩安全、清洁.5. 粒子和宇宙（1)“基本粒子”不基本：科学家发现数以百计的新粒子,它们不是由中子、质子、电子组成，还发现中子、质子本身有复杂的结构.(2）发现新粒子:按粒子与各种相互作用的关系，可分为三大类，强子、轻子和媒介子.（3）夸克模型:1964年提出的夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫作夸克。

物理高考知识点核裂变核裂变是高考物理中的一个重要知识点，它是指原子核被人为引发而发生的裂变过程。

核裂变在物理研究、核能利用和核武器开发等方面具有重要的意义。

本文将从核裂变的基本概念、裂变过程、裂变产物以及核裂变在能源领域的应用等方面进行探讨。

一、核裂变的基本概念核裂变是指重核（如铀、钚等）通过中子轰击被撞击至不稳定的状态，从而分成两个或多个较轻的核片，释放出大量的能量。

这个过程被人为引发，因此也被称为人工核裂变。

核裂变产生的能量源于质量的变化。

根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，质量和能量有着互相转化的关系。

核裂变时，核的总质量减少了，因此释放出的能量是质量损失的结果。

二、核裂变的裂变过程核裂变有两个主要的裂变过程，即具有链式裂变和瀑布裂变。

链式裂变是指裂变产物中的部分产物能够继续裂变产生新的裂变产物，并释放出更多的中子。

这个过程在核反应堆中被广泛应用，通过控制链式裂变持续进行，从而实现能源的平稳提供。

然而，如果链式裂变失去控制，就会导致核反应堆失控，发生核事故，造成严重的后果。

瀑布裂变是指外部中子直接与裂变物质核相互作用，引起核裂变并释放出大量的能量。

这个过程在核武器中被利用，通过合理设计瀑布裂变的引爆过程，实现核爆炸。

三、核裂变的裂变产物核裂变产物主要分为两类，即稳定裂变产物和不稳定裂变产物。

稳定裂变产物是指裂变后的核片具有相对较长的半衰期，表现出较稳定的特性。

其中最具代表性的是铅，它是铀系列裂变链的最终产物。

不稳定裂变产物是指裂变后的核片具有较短的半衰期，表现出强放射性特性。

这些裂变产物的高能辐射对人体和环境具有危险性。

四、核裂变在能源领域的应用核裂变在能源领域的应用主要是通过核反应堆产生热能，从而驱动发电机组发电。

核反应堆中的核燃料（通常是铀、钚等）在中子轰击下发生裂变，释放出大量的热能。

这些热能被用来产生蒸汽，再通过蒸汽驱动发电机组发电。

核能发电具有能量密度高、环境污染小、供应稳定等优点，被广泛应用于全球许多国家。