5.4核裂变与核聚变—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修三课件(1)

第五章 原子核 第4节 核裂变与核聚变 核心素养目标 1.知道四种基本相互作用，知道核力的性质 2.认识原子核的结合能和比结合能的概念 3.能用质量亏损和质能方程计算核能相关作用 问题引入 较重的核分裂成中等大小的核，较小的核合并中等大小的核的过程中，都有可能释放出能量。核电站以及原子弹、氢弹等核武器，利用的就是这样核能，在这些装置中，核能使怎样被转化和使用的呢？ 一、核裂变的发现 1938年年底，德国物理学家哈恩和他的助手特斯拉曼在用中子轰击铀核的实验中发现，生成物中原子序数为56的元素钡。 裂变示意图 链式反应示意图 临界体积和临界质量 核电站的主要部件及作用 组成部分 材料 作用 裂变材料(核燃料) 浓缩铀 提供核燃料 减速剂(慢化剂) 石墨、重水或普通水(也叫轻水) 使裂变产生的快中子减速 控制棒 镉棒 吸收中子，控制反应速度 热交换器 水或液态的金属钠 传输热量 防护层 厚水泥层 防止放射线泄露，对人体及其他生物体造成伤害 钱三强和何泽慧 1947年在实验中发现铀核也可能分裂成三部分和四部分 1KG U 235全部发生核裂变时放出的能量相当于2800吨标准煤完全燃烧时释放的化学能。 原子弹 反应堆与核电站 1942年，费米主持建立了世界上第一个核反应堆。 热中子（慢中子）：速度与热运动速度相当的中子最适合于引发核裂变。 核电站工作流程 三、核聚变 定义：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作核聚变． 太阳热核反应，或原子核的聚变反应，是当前很有前途的新能源。参与核反应的轻原子核，如氢（氕）、氘、氚、锂等从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应（参见核聚变）。热核反应是氢弹爆炸的基础，可在瞬间产生大量热能，但尚无法加以利用。 氢弹原理图 核聚变的两种约束方式：磁约束、惯性约束 惯性约束示意图 U＋n→Ba＋Kr＋____ 3n $