当前位置：文档之家 › 第5节核裂变(22张ppt)

第5节核裂变(22张ppt)

  • 格式：ppt
  • 大小：2.93 MB
  • 文档页数：22

下载文档原格式

  / 22

合集下载

核裂变课件PPT

核裂变课件PPT
核裂变能源的优缺点
核裂变能源的优点
高效能源来源
核裂变能是一种高效的能源来源，其 产生的能量远大于传统的化石燃料。
减少温室气体排放
相比于燃烧化石燃料，核裂变能减少 了二氧化碳等温室气体的排放，有助 于减缓全球气候变化。
可替代传统能源
核裂变能可以作为传统能源的替代品 ，特别是在化石燃料资源日益枯竭的 背景下。
提供稳定能源供应
核裂变能发电站运行稳定，不受天气 、季节等因素影响，可以提供稳定的 能源供应。
核裂变能源的缺点
放射性废料处理
潜在的核安全问题
核裂变会产生放射性废料，处理和存储这 些废料需要特别的技术和设施，存在一定 的安全和环境风险。
核裂变能发电站存在潜在的核安全问题， 如核事故、核泄漏等，可能对环境和人类 健康造成严重危害。
国际合作与政策问题
核裂变能的国际合作和政策问题也是当前关注的焦点，需要加强国 际合作和政策协调，推动核裂变能的可持续发展。
CHAPTER 04
核裂变技术的应用
核裂变在能源领域的应用
01
02
03
核能发电
核裂变产生的能量可以用 于发电，相比传统的火力 发电更为高效且环保。
核能供热
利用核裂变产生的热量可 以为城市或工业区提供集 中供热，减少对化石燃料 的依赖。
反应堆容器
用于容纳核燃料和冷却剂，维 持反应堆的完整性和密封性。
冷却剂
用于将反应堆产生的热量带走 ，保持反应堆的正常运行温度 。
安全保护系统
用于在紧急情况下快速停堆， 防止事故发生或减轻事故后果 。
核裂变反应堆的工作原理
01
02
03
04
核燃料在反应堆中受到中子轰 击，发生核裂变反应，释放出

人教版高中物理选修35课件：核裂变+(共18张PPT)

人教版高中物理选修35课件：核裂变+(共18张PPT)
（2）发生链式反应的条件： 裂变物质（铀块）的体积大于临界体积，裂变物质的
质量（轴块）大于临界质量。
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。
4、铀裂变时释放的能量
例：已知铀核裂变的反应：
2 9 3 2 5 U + 0 1 n 1 4 5 4 6 B a + 8 3 9 6 K r+ 3 0 1 n
核裂变
自主学习： 阅读教科书P83- P84 核裂变
思考：
1、什么叫核裂变？ 2、铀核裂变的产物？ 3、什么叫链式反应？链式反应的条件？ 4、核裂变时释放的能量及其应用？
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
（3）已知：1吨优质煤完全燃烧时释放的能量大约为E1= 3 ×1010 J, 计算1Kg铀235全部裂变时所释放的能量相当于多
少吨优质煤？ XE E18.23 4 92 10 11 00 J13J2749t
1kg铀全部裂变，它放出的能量接近2800t优质煤完 全燃烧时释放的能量。
=
回顾：核裂变具有哪些特点？ (1)裂变的产物不是唯一的． (2)裂变的同时能放出2～3个(或更多个)中子． (3)裂变过程中能放出巨大的能量． 思考：我们如何利用链式反应中产生的巨大能量？
m U= 3 9 0 .3 1 3 9 1 0 -2 7k g ; m n=1.674910-27kg
m B a=2 3 7 .2 0 1 6 1 0 -2 7k g ; m k r= 1 4 9 .4 0 4 7 1 0 -2 7k g
求：（1）一个铀核裂变释放的能量； （2）试计算1kg铀235全部裂变时所释放的能量？

第5节核裂变(22张ppt)

第5节核裂变(22张ppt)
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
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
原子弹
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。
广岛原子弹爆炸震撼视频片段
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。
原子弹在距地面580米的空中爆 炸，在巨大冲击波的作用下，广岛市 的建筑全部倒塌，全市24.5万人口中 有7.815万人当日死亡，死伤总人数 达20余万，城市化为一片废墟。这是 人类历史上首次将核武器用于实战， 广岛成为第一座遭受原子弹轰炸的城 市。
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：
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%
中国核电站分布图
核武器是指利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量，产生爆炸作用， 并具 有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。其中主要利用铀235（厬U）或钚239 （厱Pu）等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器，通常称为原子弹；主 要利用重氢（dao H，氘）或超重氢（chuan H，氚）等轻原子核的热核反应原理 制成的热核武器或聚变武器，通常称为氢弹。 1964年10月16日，中国自行研制的第一颗原子弹爆炸成功。根据解密的资料， 为了这颗原子弹的爆炸，中国一共花费了28亿人民币。 1967年6月17日，中国又 成功地进行了首次氢弹试验，打破了超级大国的核垄断、核讹诈政策，为中华人 民共和国作出了巨大贡献。

人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件

人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件

人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
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
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
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
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变PPT(54张)优质课件
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

人教版高中物理选修3-5课件：-19.6核裂变-(共24张PPT)

人教版高中物理选修3-5课件：-19.6核裂变-(共24张PPT)

问题与练习解答：
1、什么是核度?什么是链式反应?
解：重原子核受到中子的轰击后分裂成两个或两个以 上中等质量原子核的现象，成为重核的裂变，由重核 裂变产生的中子使得裂变反应一代接一代继续下去的 过程，叫做和裂变的链式反应。
2、在反应难中，用什么方法控制核裂变的速度?
解：在核反应堆中，主要通过调节控制棒的位置来 控制核裂变的速度。
STS
原子弹与科学家的责任
为了打破核垄所，最终消灭核武器， 1964年10月16日我国第一颗原子弹爆炸成 功。同时，我国政府郑重承诺:中国在任何 时候、任何情况下，都不首先使用核武器， 不对无核国家或地区使用或威胁使用核武 器。我国研制成功原子弹，极大地增强了 我国的国防力量。
二、核电站
原子核的链式反应也可以在人工控
反应堆主要部件
核电站工作流程
核电站工作的流程：第一回路中水被泵压入反应堆，通过堆芯时利用反应放出的热 水来增加水的内能，水的温度升高。后来，第一回路的水进入热交换器，把热量传给第 二回路的水，然后又被泵圧回到反应堆里。
在热交换器里，第二回路的水被加热生成高温高压蒸汽，驱动汽轮机运转。
核电站发电的优点 (1)消耗的核燃料少，一座百万千瓦级的核电站，一 年只消耗浓缩铀30t左右，而同样功率的火电站每年 要消耗250万吨优质煤。 (2)作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大。 (3)对环境的污染要比火力发电小．。
水泥防护层水泥防护层控制棒控制棒燃料棒燃料棒铀棒减速剂减速剂链式反应的应用链式反应的应用核电站慢中子反应堆核电站慢中子反应堆部件名称慢化剂控制棒热循环介质保护层采用石墨重水或普通水也叫轻水很厚的水泥外壳作用降低中子速度便于铀235吸收吸收中子控制反应速度把反应热量传输出去屏蔽射线防止放射性污反应堆主要部件核电站工作流程核电站工作的流程

高中物理第四章原子核第五节裂变及聚变课件粤教版选修3-5

高中物理第四章原子核第五节裂变及聚变课件粤教版选修3-5

3．为了使铀核裂变时放出的中子再引起其他铀核裂 变，使裂变反应不断地进行下去，形成链式反应，最好 是利用铀 235；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，链式反应 就不会发生．
高中物理第四章原子核第五节裂变 和聚变课件粤教版选修3-5
判断正误 (1)裂变中放出的中子数目是固定的 3 个中子．(×) (2)只有铀块的体积大于临界体积时，才能够发生链 式反应．(√)
答案：D
高中物理第四章原子核第五节裂变 和聚变课件粤教版选修3-5
知识点二 受控热核反应 提炼知识 1．核聚变：比铁轻的两个轻核聚合成一个较重的核 时，会释放出能量来，我们把这种核反应叫核聚变．
高中物理第四章原子核第五节裂变 和聚变课件粤教版选修3-5
2．热核反应：要使核发生聚变，必须使它们接近到 10 －15 m，也就是接近到核力能够发生作用的范围．由于原子 核都是带正电的，要使它们接近到这种程度，必须克服电 荷之间强大的斥力．这就要使核具有足够的动能，就要给 核加热，物质达到几百万度以上的高温时，原子的核外电 子已经完全和原子脱离，这时小部分原子核就具有足够的 动能，能够克服相互间的库仑斥力，在互相碰撞中接近到 可以发生聚变的程度．因此，这种反应又叫作热核反应．
(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．
高中物理第四章原子核第五节裂变 和聚变课件粤教版选修3-5
(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.
高中物理第四章原子核第五节裂变 和聚变课件粤教版选修3-5

高中物理教科版选修35课件：第三章 第5节 核裂变


二、链式反应 1．链式反应 一个反应过程的产物能够再次引起 这种反应 ，从而使反应一 旦开始就能自动延续下去 ，这种反应过程就称为链式反应。 2．临界体积 能够发生链式反应的裂变物质的 最小体积 。 三、核电站 1．核电站 利用核能发电，它的核心设施是 核反应堆 ，它主要由以下 几部分组成：燃料、慢化剂、控制棒。
裂变也没有阻碍作用，而是利用其对中子吸收能力强的特
点，控制中子数量的多少而控制核反应速度，故C正确。
答案：C
3．下列核反应中，表示核裂变的是
()
A.29328U→23940Th＋24He B.146C→147N＋－01e C.29325U＋10n→14516Ba＋3962Kr＋310n D.94Be＋42He→126C＋10n
镉
吸收减速后的中子，控制反应速度
石墨
阻止中子逃逸
水
产生高温蒸气，推动汽轮发电机发电
金属套和钢 筋混凝土
防止射线对人体及其他生物体的侵害
2．铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是 ()
A．铀块的质量是重要因素，与体积无关 B．为了使铀235裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产
[例 1] 我国秦山核电站第三期工程中有两个 60 万千瓦的 发电机组，发电站的核能来源于23952U 的裂变，现有 4 种说法：
①23952U 原子核中有 92 个质子，有 143 个中子 ②23952U 的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反 应方程式为：29325U＋10n→13594Xe＋9358Sr＋210n ③23952U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为 45 亿年， 升高温度，半衰期缩短
(2)电站1年所产生的电能为E＝Pt，t＝365×24×360 0 s。 每摩尔235U全部裂变所释放的能量为NA·ΔE，NA为阿伏加 德罗常数，而235U的摩尔质量为 MU＝0.235 kg/mol，所以 m＝ηNPAtΔE MU ＝3×1.120%8××336.252××2140×－1316×060××100.22335 kg ＝9.6×103 kg。 [答案] 见解析

核裂变ppt课件

核能发电的优势与挑战
核能发电具有稳定供电、减少温室气体排放等优势，但也存在核安 全、核废料处理等挑战，需要不断加强技术研发和管理。
核武器
核武器的制造与原理
01
核武器利用核裂变产生巨大的能量和破坏力，其制造需要高度
保密和严格控制，以避免被用于战争或恐怖活动。
核武器的影响与后果
02
核武器的使用将造成毁灭性的破坏和人员伤亡，对人类社会和
核裂变的研究和应用对现代社会产生 了深远的影响，包括核能发电、医疗 、军事等领域。
这一发现导致了第二次世界大战期间 原子弹的发明和核能的开发利用。
02
核裂变的过程
核裂变的启动
中子轰击
需要一个中子来启动核裂变过程 。中子撞击重原子核，如铀-235 ，引发裂变。
原子分裂
当一个中子撞击铀-235原子核时 ，它会分裂成两个较轻的原子核 ，同时释放出能量和更多的中子 。
3
核医学与放射性治疗的注意事项
在应用核医学和放射性治疗时，需要严格控制剂 量和安全性，避免对正常组织和器官造成损伤。
04
核裂变的挑战与安全问题
核废料的处理与储存
核废料处理
核裂变过程中产生的废料含有放射性物质，需要妥善处理和储存，以避免对环 境和人类健康造成危害。
长期储存
核废料需要长期储存，管理成本高且存在潜在的安全风险，如储存设施的安全 和维护问题。
核裂变的原理
当一个重原子核受到中子的轰 击时，它会吸收中子并变成一 个更重的原子核。
这个更重的原子核不稳定，它 会分裂成两个或多个较轻的原 子核，同时释放出能量和中子 。
这个过程是链式反应的基础， 可以释放出大量的能量，用于 核能发电和核武器制造等。
核裂变的发现与历史
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

倒塌的钢架结构建筑物
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。
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
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． “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．”
核武器是指利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量，产生爆炸作用， 并具 有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。其中主要利用铀235（厬U）或钚239 （厱Pu）等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器，通常称为原子弹；主 要利用重氢（dao H，氘）或超重氢（chuan H，氚）等轻原子核的热核反应原理 制成的热核武器或聚变武器，通常称为氢弹。 1964年10月16日，中国自行研制的第一颗原子弹爆炸成功。根据解密的资料， 为了这颗原子弹的爆炸，中国一共花费了28亿人民币。 1967年6月17日，中国又 成功地进行了首次氢弹试验，打破了超级大国的核垄断、核讹诈政策，为中华人 民共和国作出了巨大贡献。
3.5 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
核子平均质量
D E F A
你知 道吗
截止到2014年9月4日，我国大陆已建成并投入商业运行的核电站 有8个，分别为浙江秦山核电站一期、二期、三期，广东大亚湾核电站 和岭澳核电站一期、二期，江苏田湾核电站，辽宁红沿河1、2号机组， 福建宁德1号机组，防城港1号机组，阳江核电站共20台机组。
此外，2011年7月21日，中国实验快堆成功实现并网发电；宁德1
号机组、红沿河1号机组也分别于2012年12月28日、2013年1月17日 成功并网发电。因此，我国大陆实际在运机组共23台。
目前，我国大陆仍有28台机组处于建设中，总装机容量达3156万 千瓦。在建机组中，除石岛湾核电站采用高温气冷堆外，其余全部为
压水堆。
呵护健康，远离你身边的放射源
C O
B Z
Fe 核子的平均质量与原子序数之间的关系
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． 〓 聚变
〓
裂变
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：
235 92
U n
1 +0
→144 56
Ba
89 + 36
Kr +3 n
1 0
核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．
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
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
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.
原子弹
原子弹
原子弹（Atomic bomb）是核武器之一，是利用核反应的光热辐射、冲击波 和感生放射性造成杀伤和破坏作用，以及造成大面积放射性污染，阻止对方军事 行动以达到战略目的的大杀伤力武器。主要包括裂变武器（第一代核武，通常称 为原子弹）和聚变武器（亦称为氢弹，分为两级及三级式）。亦有些还在武器内 部放入具有感生放射的轻元素，以增大辐射强度扩大污染，或加强中子放射以杀 伤人员（如中子弹）。
原子弹
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。
广岛原子弹爆炸震撼视频片段
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。
原子弹在距地面580米的空中爆 炸，在巨大冲击波的作用下，广岛市 的建筑全部倒塌，全市24.5万人口中 有7.815万人当日死亡，死伤总人数 达20余万，城市化为一片废墟。这是 人类历史上首次将核武器用于实战， 广岛成为第一座遭受原子弹轰炸的城 市。
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，来自亡86000人， 占全市37% ．
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：
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%
中国核电站分布图