5.4-5.5 核裂变与核聚变 “基本” 粒子—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修三课件

核裂变与核聚变 “基本” 粒子 4-5 第五章 原子核 人教物理选择性必修3 聚变 裂变 一 核裂变 重核在被中子轰击后分裂成两个质量差不多的较轻原子核，并放出核能的过程。 1.定义： 重核裂变只发生在人为控制的核反应中，自然界不会自发产生 2.铀核的裂变 1938年，德国物理学家哈恩与斯特拉斯曼利用中子轰击铀核时，发现了铀核的裂变. 哈恩1879—1968，德国放射化学家和物理学家获1944年诺贝尔化学奖 1）发现： 2）裂变产物：多种多样 Xe和Sr 氙和锶 Ba和Kr 钡和氪 Sb和Nb 锑（tī）和铌（ní） 3）链式反应 当中子进入U235,使其分裂成几块，同时释放出2~3个中子，这些中子又引起其它铀核的裂变，这样裂变就会不断的进行下去，释放出越来越多的核能，这就叫链式反应. ① 定义： 核裂变物质的体积大于或等于临界体积或核裂变物质的质量大于或等于临界质量。 ② 必要条件： 1.核电站： 利用核能发电，它的核心设施是核反应堆，组成： 由天然铀或浓缩铀(铀235的含量占2%～4%)制成，它是核反应堆的燃料。 ①铀棒： 石墨(或重水)作为慢化剂，附着在铀棒周围，使反应生成的快中子变为慢中子，便于被铀235“捉”住，发生核裂变。 ②石墨(或重水)： 屏蔽射线，防止放射性污染。 ④水泥防护层： 主要作用是吸收中子，控制反应速度，所以叫作控制棒。 ③镉棒： 二 反应堆与核电站 2.核电站优点： ①消耗的核燃料少 ②污染小 一座百万千瓦级的核电站，一年只消耗浓缩铀30吨左右，而同样功率的火电站每年要消耗煤250万吨。核电站对环境的污染比火电站小。 三 核聚变 1.核聚变： 2.发生条件： 例如： 原子核间距离在10-15m范围内,需要高温几百万度，所以聚变又叫热核反应. 轻核结合成质量较大的原子核的反应叫聚变. 3．实例分析 热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆。 氢弹，由化学炸药引爆原子弹，再由原子弹爆炸产生的高温高压引发热核爆炸。 (1)宇宙天体： (2)核武器： 5．实现可控核聚变的方案：磁约束和惯性约束。 4．核聚变与核裂变相比有很多优点 (1)轻核聚变产能效率高； (2)地球上核聚变燃料的储量丰富； (3)轻核聚变更为安全、清洁。 1932年发现了正电子,1937