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19.6 核裂变 课件(人教版选修3-5)

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核裂变—人教版高中物理选修课件

核裂变—人教版高中物理选修课件
临（界3质）量临界体积（临界质量）：
把裂变物质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。
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
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已知
U 235
92
、3985Sr
、139
54
Xe
、1
目前，核电技术已经成熟，在经济效益方面也跟火力发电 不相上下。作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量所能提 供的能量，比煤、石油等所能提供的能量大15倍左右。核电对 环境的污染比火力要小。截止到2004年6月，全世界共有30个 国家的450座核电站在运行，核能发电已经占世界总发电量的 1/6左右。
我国有一定的核资源储量、相当规模的核技术装备核核技 术队伍，已经具备了发展核电的基本条件，截止到2004年9月， 我国已经有9台核电站进行商业运行，总装机容量达到701万千 瓦。到2020年以前，每年还将建成2－3台核电机组，将有27台 百万千瓦级的机组投入运行，总装机容量将达3600万千瓦，将 占全国总发电量的4％。
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过 2800t标准煤完全燃烧时释放的能量．
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
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STS 阅读原子弹与科学家的责任
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)
1.核反应堆
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒
慢化剂 链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
2、核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用？
19.6核裂变—人教版高中物理选修3-5 课件 (共25张PPT)

人教版高中物理选修3-5第19章 第6节 核裂变课件

人教版高中物理选修3-5第19章 第6节 核裂变课件

思考讨论 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400 m的范围内， 沙石都被烧成黄绿色的玻璃状物质，半径1 600 m范围内 所有动植物全部死亡
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第十九章 原子核
(1)巨大的核能是从哪里来的？ (2)在利用重核裂变制成的原子弹中，需不需要用镉制成的控制棒？ 提示：(1)铀核的裂变 (2)不需要
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第十九章 原子核
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____。
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第十九章 原子核
知识点 3 核电站 1．核站的工作原理 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
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第十九章 原子核
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第十九章 原子核
2．链式反应的条件 (1)要有足够浓度的235U (2)要有足够数量的慢中子 (3)铀块的体积要大于临界体积 3．裂变反应的能量 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。一个铀235 核裂变时释放的能量如果按200 MeV估算，1 kg铀235全部裂变放出的能量相当 于2 800 t标准煤完全燃烧时释放的能量，裂变时能产生几百万度的高温。
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，核燃料资源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

人教版高中物理选修3-5课件第十九章6重核的裂变

人教版高中物理选修3-5课件第十九章6重核的裂变

质量，m表示中子的质量，则上述反应过程中一个铀235
核发生裂变产得的核能ΔE是多少？
（3）假设核反应堆的功率P＝6.0×105 kW，若一个 铀235核裂变产生的能量为2.8×10－11 J，则该航空母舰在 海上航行一个月需要消耗多少kg轴235？（铀235的摩尔 质量M＝0.235 kg/mol，一个月约为t＝2.6×106 s，阿伏 加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，计算结果保留两位有 效数字）
提炼知识 1．裂变：重核被中子轰击后分裂成两块质量差不多 的新原子核，释放出核能的反应． 2．铀核裂变：用中子轰击铀核，铀核发生裂变，铀 核裂变的产物是多样的，其中最典型的反应是生成钡和 氪，同时放出三个中子．核反应方程式为： 23952U＋10n→15464Ba＋8396Kr＋310n.
3．链式反应：当一个中子引发一个铀核裂变后，反 应释放出的中子又轰击其他原子核产生裂变……，这样 的反应一代接一代进行下去的过程，叫作裂变的链式反 应．
第十九章 原子核
6 重核的裂变
学习目标
1.知道什么是核裂变． 2．知道链式反应，并能计算核裂 变释放的核能． 3．了解核反应堆的工作原理． 4．知道核电站的工作模式及核能 发电的优缺点.
重点难点
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 重核裂变及链式反应
判断正误
1．重核裂变的链式反应速度是无法控制的．(×) 2．核废料没有放射性，无须处理．(×) 3．核反应释放的能使反应区的温度升高．(√)
小试身手
2．(多选)关于核反应堆，下列说法正确的是( ) A．铀棒是核燃料，裂变时释放核能 B．镉棒的作用是控制反应堆的功率 C．石墨的作用是吸收中子 D．冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能

人教版高中物理选修3-5课件 19 核裂变课件

人教版高中物理选修3-5课件 19 核裂变课件

人民教育出版社 高二 |选修3-5
原子弹
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
人民教育出版社 高二 |选修3-5
3、裂变反应堆
裂变反应堆是核电站的心脏，它是一种用人 工控制链式反应的装置，可以使核能较平缓地 释放出来。 基本结构：裂变材料（铀棒）、慢化剂（ 减速剂）、控制棒、反射层、热交换器、防护 层等组成。
人民教育出版社 高二 |选修3-5
原子弹
如图所示，弹壳里装着分开放置的高浓度 U235 ， 每块的体积小于临界体积，因此不会爆炸，铀块外面包 着一层能够反射中子的物质（如铍），叫做中子反射层 ，以减少跑出铀块的中子，当铀块后面的普通炸药爆炸 时，火药燃烧后气体把分开的铀块压到一起，由于空气 中有游离的中子，铀核自发裂变 也能产生一些中子，这样，超过临
人民教育出版社 高二 |选修3-5
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒
减速剂 链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
人民教育出版社 高二 |选修3-5 核电站－－－－秦山核电站
人民教育出版社 高二 |选修3-5
课堂练习：
课堂小结：
教材第99页“家庭作业与活动”第4题。
1、裂变及其特点 2、链式反应及其条件 3、裂变的应用
界体积的铀块立即发生链式反应，
产生猛烈爆炸。
人民教育出版社 高二 |选修3-5
原子弹
人民教育出版社 高二 |选修3-5
原子弹
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的 毁伤．在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇 状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高 达12英里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬， 64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占 全市总人口的53%．长崎市60%的建筑物被摧 毁，伤亡86000人，占全市37% ．

人教版高二物理选修核裂变课件

人教版高二物理选修核裂变课件

核
子
核子的平均质量是：
平 均
原子核的质量
质
核子数
量
人教版高二物理 选修3-5 19.6 核裂变 课件（31张PPT）
核子的平均质量与原子序数之间的关系
2、链式反应 人教版高二物理 选修3-5 19.6核裂变课件（31张PPT） 裂变中放出中子，数目有多有少，中子的速度
也有快有慢。以铀235为例，裂变时产生2－3个中 子，如果这些中子继续与其他铀235核发生反应， 再引起新的裂变，就能使核裂变反应不断地进行下 去。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，叫做核裂变的链式反应。
原子弹
原子弹
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤．在长崎投掷的原子弹爆炸后 形成的蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多．广岛市区 80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的 53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37% ．
人教版高二物理 选修3-5 19.6 核裂变 课件（31张PPT）
人教版高二物理 选修3-5 19.6 核裂变 课件（31张PPT）
3、临界体积（临界质量）：
铀块的大小是链式反应能否进行的重要因素。 原子核的体积非常小，原子内部的空隙很大，如果铀块不 够大，中子在铀块中通过时，就有可能不到铀核而跑到铀 核外面去，链式反应不能继续。只有当铀核足够大时，裂 变产生的中子才有足够的概率打中某个核，使链式反应进 行下去。通常把裂变物质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
把裂变物质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。
人教版高二物理 选修3-5 19.6 核裂变 课件（31张PPT）

高中物理选修3-5：19.6 核裂变 课件

高中物理选修3-5：19.6 核裂变 课件

• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
原子弹
二战时期，美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的 毁伤。在长崎投掷的原子弹爆炸后形成蘑菇状云团，爆炸 产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多，长崎市60% 的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37% ；广岛市区 80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡 总人数占全市总人口的53%。
。2021年3月11日星期四2021/3/112021/3/112021/3/11
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/112021/3/112021/3/113/11/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/112021/3/11March 11, 2021
§6 核 裂 变
学习目标
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。
设计思路
通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，能够做到重核 裂变的核反应方程式的书写，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；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。

人教版高二物理选修3-5第十九章19.6_7核裂变与核聚变(共19张PPT)


例1、已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u
3 He 核的质量为3.0150u。求：
2
（1）写出两个氘核聚变成
3 He
2
的核反应方程式
（2）计算上述核反应中释放的核能。
【分析】算出核反应中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方 程即可求出反应释放的核能。
解答： （1）
12H 12H 23He01n
1kg
U 2 3 5
92
含有2.56×1024个
U 2 3 5
92
，如果全部发生核
裂变，放出的能量为8.2×1013J
（2）链式反应：
29325U+01n→15461Ba+3962Kr +301n
? U 235 92
→15461Ba+3962Kr
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．
H
12
H
42
He
10
n 17.6MeV
计算表明，这个核反应释放的能量是17.6MeV 。这个 量值虽然比一个铀核裂变产生的能量（201MeV）少， 但平均每个核子产生的能量
17.6 = 3.52MeV却是铀裂变（
23
201 235 1 = 0.852MeV）的约4倍。
1、轻核聚变的条件：
核子要距 离十分近
加热 高温
几百万度 高温
热核反应
条件、应用
➢使轻核发生聚变，必须使它们的距离十分接近，达 到10-15m的距离。 ➢为了克服巨大的库仑力，需要使原子核有极大的动 能。 ➢一般的办法是把它们加热到很高的温度。通常需要 几百万度以上的高温。
为了获取高热，常常使用重核裂变作为“引子”。所 以，原子弹可以作为氢弹的“雷管”。

人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件


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原子弹
原子弹相关的几个描述
“小玩意儿”钚装药重6.1 kg,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 绿色的玻璃状物质，半 径为1600米的范围内， 所有的动物全部死亡
使裂变物质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
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链式反应的发生条件
发生链式反应的条件： ①要有足够浓度的铀235
防止杂质吸 收中子，影 响链式反应
原子弹
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤
在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团， 爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里 多．
广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧生， 72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53% ．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人， 占全市37% ．
②要有足够数量的慢中子
③铀块的体积要大于临界体积， 质量大于其临界质量
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链式反应的过程
铀核裂变的过程
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 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 不能恢复原状，这样就分裂成几块，同时放出2~3个中子，这些中子又引起其 他铀核裂变，这样裂变就会不断进行下去，释放出越来越多的核能 核能的释放： 由于重核的核子的平均质量大于中等质量原子核的核子的平均质量，因此，铀核裂变为中 等质量的原子核时，会发生质量亏损，释放核能

19.6 核裂变课件1 新人教版选修3-5课件


答案
A
核电站的核心是核反应堆，对反应堆的原理和组成
借题发挥
应记牢是解好此类题目的核心．
分类例析
【变式 2】 秦山核电站第三期工程的两个 6×105 kW 发电机 组已实现并网发电. 发电站的核能来源于235 下列 92 U 的裂变， 说法正确的是 ( )． A．反应堆中核反应速度通常是采用调节235 92 U 的体积来控 制的 235 1 139 95 1 B.235 U 的一种可能的裂变是 U ＋ n → Xe ＋ Sr ＋ 2 92 92 0 54 38 0n. C.235 92 U 是天然放射性元素，升高温度后它的半衰期会缩短 D．虽然核电站能提供很大的能量，但它对环境的污染比 火电站严重
分类例析
Δm＝(mU＋mn)－(mSr＋mXe＋10mn)＝0.150 97 u. 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．重核裂变为中
等质量的原子核时，由于平均质量减小，会发生质量亏损，
从而释放出核能．综上所述，选项D正确． 答案 D
分类例析
6 核裂变
分类例析
1．知道重核裂变能放出能量，并能计算核能，知道链式反 应．
2．知道什么是核裂变．
3．了解铀核的裂变特点．
4．了解核电站的工作原理.
分类例析
一、核裂变 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． 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 + ．
分类例析
链式反应：当一个中子引起一个铀核裂变后，裂变释放的 中子再引起 其他铀核 裂变，且能不断继续下去，这种反应
叫核裂变的链式反应．

人教版选修3-5 第19章 6 核裂变 课件(36张)


由爱因斯坦的质能方程可得释放的核能为
ΔE＝Δmc2＝0.357 8×10－27×(2.997 9×108)2 J ＝3.215 7×10－11 J.
创新•拓展•提升
利用核子平均质量曲线判断核反应是吸热还是放热 图象法在中学物理中有广泛应用，原子核这一章中可以利 用核子平均质量曲线来判断核反应是吸热还是放热．
U裂变有多种可能性，这是其中常见的一
种，B对；放射性元素的半衰期由原子核本身决定，与温度压
强等外界条件无关，C错；核电站的核能是清洁能源，污染
少，D错． 答案：B 反思领悟：核电站的核心是核反应堆，对反应堆的原理和
组成应记牢是解答此类题目的核心．
1．(2018保山二模)如图是核反应堆的示意图，对于核反 应堆的认识，下列说法正确的是( )
例4 如图所示是原子核的核子平 均质量与原子序数Z的关系图象．下列说法中 正确的是( )
(4)多
6．链式反应的条件： (1)发生裂变物质的体积大于等于________； (2)有足够________的铀235； (3)有足够数量的________中子． 【答案】(1)临界体积 (2)浓度 (3)慢
二、核电站 1．核电站：是利用核能发电，它的核心设施是 ________．它主要由以下几部分组成： (1)燃料：________. (2) 减 速 剂 ： 铀 235 容 易 捕 获 ________ 发 生 反 应 ， 可 采 用 ________、________、________作减速剂． (3)控制棒：为控制能量释放的速度 ，需减少中子的数 目，采用________作为________来控制链式反应的速度． 【答案】核反应堆 (1)铀棒 (2)慢中子 石墨 重水 普通水 (3)镉棒 控制棒
2.562×1024个，
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原子弹
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
二、核电站
解决能源危机根本途径——核能 可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。 核聚变资源可使用几亿年。
二、核电站
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒
减速剂
链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
核能----解决能源危机的根本途径
核发电量占总发电比例最多的10个国家是：
在山田须磨子（一位当年的爆炸目击者）的一幅 画：在遥远的广岛上空，原子弹爆炸后发出彩虹 一般绚丽的光芒
倒塌的钢架结构建筑物
广岛红十字医院里，一个严重 烧伤的学生仰面躺在一张草席 上。他的五官几乎全被原子弹 爆炸产生的热浪抹掉了。四天 后他死了。
核防护
对核袭击的防护大致可分为两大类。
（１）核爆炸瞬时效应防护。
人教版选修3-5
第十九章 原子核
第六节 核裂变
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．
原 子 核
电子
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
235 92
U n
1 +0
→141 56
Ba
92 + 36
Kr +3 n
1 0
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：
Δm 0.3578 10
释放出的能量为
27
kg
ΔE Δmc 201MeV
2
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t优 质煤完全燃烧时释放的能量．
“原子弹之父” 奥本海默在核爆观测站里感到十 分震惊，他想起了印度一首古诗：“漫天奇光异彩， 有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争 辉．我是死神，我是世界的毁灭者．”
原子弹
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤．在长崎投 掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘 直冲云天，高达12英里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬， 64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的 53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37% ．
利用工事进行掩蔽 在开阔地面上的人员，当发现核爆闪光时，立即背 向爆心卧倒，可减轻伤害。
（２）放射性沾染防护。
避开在沾染区或高照射量率的地区行动
及时穿戴个人防护器材，防止人体受沾染
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
进入沾染区执行任务的人员，可服用抗辐射药，以减少 放射性物质在人体内的存留
法国 75% 立陶宛 73.1% 比利时 57.7% 保加利亚 47.1%
世界核能发电占全部电量1/4
斯洛伐克 47%
瑞典 46.8% 乌克兰 43.8% 韩国 42.8% 匈牙利 38.3% 亚美尼亚 36.4%
核电站－－－－秦山核电站
核子平均质量
D E F A
C O Fe
核子的平均质量与原子序数之间的关系
B Z
一、核裂变
物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核 能的反应叫做核裂变．把轻核结合成质量较大的核， 释放出核能的反映叫做核聚变． 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：
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．
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
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 色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所有的 动物全部死亡．