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新课标沪科版
《高中物理》
选修3-5
5.2 裂变及其应用
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裂变.把轻核结合成质量较大的核,释放出核能的反应叫做聚变.
一、裂变
〓
聚变
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裂变
铀核裂变的产物是多种多样的,一种典型的反应是裂变为钡和氪,同时放出三个中子,其核反应方程是:
铀核的裂变
+
→
+
+
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:
释放出的能量为
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.
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.
二、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
“小玩意儿”钚装药重6.1千克,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.”
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
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% .
原子弹
原子弹
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
思考:核能这么巨大,难道只能用于战争吗?
如何才能有效地控制核能的释放?
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。
三、核反应堆
核反应堆
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒
减速剂
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%