5.4-5.5 核裂变和核聚变、核能的利用与环境保护 课件-2021-2022学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

5.4 核裂变和核聚变 2022.7 第5章 原子核与核能 鲁科版 （2019版） 选择性必修3 复习 0 2、衰变的种类和方程分别是什么？ 1、结合能和平均结合能的定义。 3、质子和中子的发现核方程分别是什么？ 重核裂变 1 1.1 定义 用中子轰击重核，重核分裂成质量相近的两部分，并释放出能量的核反应过程。叫重核裂变（nuclear fission） 科学家认为，中子击中 后，将复合成 ，且处于高激发状态。 要发生形变，从一个接近球形的核变为一个拉长的椭球形 的核，核子间的距离增大，核力迅 速减小，不能抵消质子间的库仑斥力从而不能使核恢复原状， 就分裂成两部分，同时放出中子，如图所示。 1.2 重核裂变的解释 1.3 重核裂变的典型方程 重核裂变是人工控制的，不会自发发生！ 重核裂变 1 链式反应 2 当一个中子引起一个铀核的裂变后，放出2～3个中子，放出的中子再引起其他铀核裂变，且能不断地增加，形成链式反应。 2.1 链式反应 2.2 临界体积 能发生链式反应的铀块的最小体积称为临界体积（critical volume）。 2.3 条件 ①有持续不断的中子。 ②达到临界体积。 链式反应 2 2.4 可控核反应堆 能维持和控制链式反应速度的装置，这种装置称为核反应堆。 核反应堆包含堆芯、反射层、控制系统和防护层等部分 其中堆芯由燃料元件、减速剂、控制棒、冷却剂 等组成。 核燃料一般使用浓缩铀。 减速剂能使核裂变产生的快中子减速，使之成为慢中子 （也称热中子） 重水和石墨都是很好的减速剂。 为避免堆芯和反射层受到高温损坏，要使冷却剂循环流过堆芯，吸收反应所产生的大量热能，并传送到堆外加以利用。常用的冷却剂有普通水、重水、氦和二氧化碳等 链式反应 2 判断正误。 (1)铀核的裂变是一种天然放射现象。( ) (2)铀核裂变的产物是钡和氪，且固定不变，同时放出三个中子。( ) (3)用中子轰击重核使之分裂实现核裂变。( ) (4)链式反应一旦形成无法进行人工控制。( ) × × √ × 轻核聚变 3 3.1 定义 3.2 太阳内部氢核聚变的反应方程： 3.3聚变燃料的获取 采用轻核聚变成较重核引起 结合能变化的方式可获得核能，这样的核反应称为核聚变（nuclear fus