5.4核裂变与核聚变-2020-2021学年高二物理同步课堂帮帮帮（新教材人教版选择性必修第三册）

第五章 原子核 第4节 核裂变与核聚变 一、核裂变 1．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． 2．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 eq \o\al(235, )92U＋eq \o\al(1,0)n→eq \o\al(144, 56)Ba＋eq \o\al(89,36)Kr＋3eq \o\al(1,0)n． 3．链式反应：当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应． 4、常见的裂变方程 (1)eq \o\al(235, 92)U＋eq \o\al(1,0)n→eq \o\al(139, 54)Xe＋eq \o\al(95,38)Sr＋2eq \o\al(1,0)n (2)eq \o\al(235, 92)U＋eq \o\al(1,0)n→eq \o\al(144, 56)Ba＋eq \o\al(89,36)Kr＋3eq \o\al(1,0)n 5．链式反应发生的条件 (1)铀块的体积大于临界体积．体积超过临界体积时，保证中子能够碰到铀核． (2)有足够浓度的铀235. (3)有足够数量的慢中子． 6．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标准煤完全燃烧释放的能量，裂变时能产生几百万度的高温． 二、核电站 1．核电站：利用核能发电，它的核心设施是反应堆，它主要由以下几部分组成： (1)燃料：铀棒． (2)慢化剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，采用石墨、重水或普通水作慢化剂． (3)控制棒：为了控制能量释放的速度，就要想办法调节中子的数目，采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉吸收中子的特性，就可以容易地控制链式反应的速度． 2．工作原理：核燃料裂变释放能量，使反应区温度升高． 3．能量输出：利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，用于发电． 4．核污染的处理：在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变反应放出的各种射线，核废料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下． 三、核聚变与受控热核反应 1．核聚变 (1)定义：两个轻核结合成质量较大的核，并释