第5章 第4节-第5节-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习课件PPT（鲁科版）

第4节　核裂变和核聚变 第5节　核能的利用与环境保护 物理 [学习目标] 1.知道重核的裂变反应和链式反应发生的条件。 2.掌握核聚变的定义及发生条件。会判断和书写核裂变、核聚变方程,能计算核反应释放的能量。 3.了解核能的利用与环境保护。 物理 基础探究 合作探究 实践应用 物理 基础探究 知识点一　重核裂变 1.核裂变 重核被 轰击后分裂成质量相近的两部分,并释放出 的核反应过程。 知识梳理 形成概念，掌握新知 中子 能量 物理 1 4.临界体积 能发生链式反应的铀块的 体积称为临界体积。 2 增加 加强 最小 物理 知识点二　轻核聚变 1.核聚变 (1)定义:采用轻核聚变成 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。 较重核 (3)核聚变的优点:聚变反应不仅能释放巨大的能量,而且其所用的燃料氘和氚容易获得。 2.可控热核聚变 (1)核聚变的条件:必须使轻核间距达到 作用的范围。 (2)核聚变的难点:高温等离子体的密度及高温必须维持一定 才能实现聚变。 核力 时间 物理 (3)控制方法。 ① 约束;② 约束;③ 约束。 知识点三　核能的利用与环境保护 1.核能的利用 (1)核电站有两种: 反应堆核电站和 反应堆核电站。 (2)原子弹和氢弹。 ①原子弹是一种没有减速剂,不加控制的爆炸性 装置。 ②氢弹是一种不需 而实现核聚变的反应装置。 引力 磁 惯性 压水式 增殖 链式反应 人工控制 物理 2.核能的优势与危害 (1)优势。 ①核能发电可缓解 。 ②核能发电比燃煤发电对环境带来的 小。 (2)危害。 ①核废料具有高 性。 ②核武器不仅能摧毁地球上的生命,还会使 受到严重破坏。 能源危机 污染 放射 生态环境 物理 思考与自测 × × × √ √ 1.思考判断 (1)只要铀块的体积大于临界体积,就可以发生链式反应。(　 　) (2)中子从铀块中通过时,一定发生链式反应。(　 　) (3)核电废料难以处理,对环境的污染比火电大。(　 　) (4)核聚变中平均每个核子放出的能量,比核裂变反应中平均每个核子放出的能量大。(　 　) (5)实现核聚变的难点是地球上没有任何容器能够经受如此高的温度。 (　 　) 物理 2.思维探究 (1)重核裂变反应是否满足电荷数守恒?是否满足质量数守恒? 答案:重核裂变反应属于核反应,满足电荷数守恒,质量数守恒。 (2)你知道太阳的能量来源吗? 答案:来源于太阳内部的核聚变反应。 物理 合作探究 要点一　核裂变和链式反应的分析 问题情境 突破要点，提升关键 1964年10月16日,中国第一颗原子弹在罗布泊的荒漠上爆炸成功,其爆炸力相当于1.8万吨TNT炸药。爆炸时安放原子弹的钢塔全部熔化,在半径400 m的范围内,沙石都被烧成黄绿色的玻璃状物质,半径1 600 m范围内所有动植物全部死亡。 (1)巨大的核能是从哪里来的? 答案:(1)铀核的裂变。 (2)在利用重核裂变制成的原子弹中,需不需要用镉制成的控制棒? 答案:(2)不需要。 物理 归纳拓展 1.铀核的裂变和裂变方程 (1)核子受激发:当中子进入铀235后,便形成了处于激发状态的复核,复核中由于核子的激烈运动,使核变成不规则的形状。 (2)核子分裂:核子间的距离增大,因而核力迅速减弱,使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块,同时放出2个或3个中子,这些中子又引起其他铀核裂变,这样,裂变就会不断地进行下去,释放出越来越多的核能。 物理 2.链式反应的条件 (1)铀块的体积大于临界体积。 (2)铀块的质量大于临界质量。 以上两个条件满足一个即可。 物理 (1)求上述反应中一个U核裂变释放的核能; 解析:(1)质量亏损m=mU-mB-mK-2mn, 释放的核能E=mc2=(mU-mB-mK-2mn)c2。 答案:(1)(mU-mB-mK-2mn)c2 物理 (2)若核能转化为电能的效率为50%,假设反应堆中裂变全是上述核反应,已知每次核反应中放出的核能E1=2.8×10-11 J,U核的质量约为mU=3.9×10-25 kg,估算目前该核电站平均每天最多消耗的纯净铀的质量。(结果保留2位有效 数字) 物理 答案:(2)120 kg 物理 名师点拨 对重核裂变的两点理解 (1)重核裂变是中子轰击质量数较大的原子核,使之分裂成中等质量的原子核,同时释放大量的能量,放出更多的中子的过程。 (2)重核的裂变是放能核反应,原因是核反应前后质量有亏损,根本原因是重核的比结合能相比中等质量核的比结合能要小。所以在重核分解