第五章 第5节　裂变和聚变-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修三【南方凤凰台·5A新学案】粤教版（课件）

第五章 原子的结构 第五节　裂变和聚变 高考总复习 一轮复习导学案 · 数学（提高版） 5A新学案 物理·选择性必修第三册(粤教版) 1 核心目标 1. 了解核裂变反应及链式反应的条件．知道反应堆的工作原理及其类型，知道核电站的工作流程． 2. 了解核聚变反应及条件，关注受控核聚变反应研究的进展．了解两类核能应用的利弊，关注核聚变技术应用对人类生活和社会发展的影响. 5A新学案 物理·选择性必修第三册(粤教版) 核 心 目 标 必备知识·记忆理解 中子 核能 必备知识·记忆理解 2. 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，这种由重核裂变产生的中子使__________反应一代一代继续下去的过程，叫作核裂变的____________. (1) 临界体积和临界质量：核裂变物质能够发生链式反应的________体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质量． (2) 链式反应的条件：发生裂变物质的体积大于____________或裂变物质的质量大于____________. 核裂变 链式反应 最小 临界体积 临界质量 钱三强 必备知识·记忆理解 要点2　反应堆与核电站 1. 通过可控制的链式反应实现核能释放的装置称为____________. (1) 装置：如图，是当前普遍使用的“__________(慢中子)”核反应堆的示意图．速度与热运动速度相当的中子最适于引发核裂变．这样的中子就是“热中子”，或称慢中子． 核反应堆 热中子 必备知识·记忆理解 (2) 燃料：铀棒 (3) 慢化剂：使核裂变产生的速度很大的快中子________，如石墨、重水和普通水(也叫轻水)等． (4) 控制棒：为了调节中子数目以控制反应________，在铀棒之间插进的镉棒． 镉吸收中子的能力很强，当反应过于激烈时，将镉棒插入深一些，链式反应的速度就会慢一些． (5) 冷却剂：核燃料发生核裂变释放的能量使反应区温度升高．水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却．反应堆放出的热使水变成水蒸气，这些高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电． 减速 速度 必备知识·记忆理解 2. 核电站：核心设施是____________，反应堆用的核燃料是铀235. (1) 利用核能发电：在核电站中，只要“烧”掉一支铅笔那么多的核燃料，释放的能量就相当于10 t标准煤完全燃烧放出的热．一座百万千瓦级的核电站，每年只消耗30 t左右的浓缩铀，同样功率的火电站，每年要烧煤 2.5×106 t ! (2) 保护层：建造核电站时需要特别注意防止放射线和放射性物质的泄漏，以避免放射性污染．为此，在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层．核反应堆中的核废料需要装入特制的容器，深埋地下． 核反应堆 必备知识·记忆理解 质量较大 核聚变 必备知识·记忆理解 4. 优点 (1) 轻核聚变______________. (2) 地球上____________的储量丰富． (3) 轻核聚变更为______________. 5. 约束方法 __________和惯性约束． 产能效率高 聚变燃料 安全、清洁 磁约束 必备知识·记忆理解 基础内化 1. 如图是慢中子反应堆的示意图．关于该反应堆，下列说法中正确的是(　　 ) B 必备知识·记忆理解 A. 铀235容易吸收快中子后发生裂变反应 B. 快中子跟减速剂的原子核碰撞后的能量减少，变成慢中子，慢中子容易被铀235俘获而引起裂变反应 C. 控制棒由镉做成，当反应过于激烈时，使控制棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些 D. 要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入深一些，使大量快中子碰撞控制棒后变成慢中子，链式反应的速度就会快一些 【解析】　快中子容易与铀235擦肩而过，快中子跟减速剂的原子核碰撞后能量减少，变成慢中子，慢中子容易被铀235俘获而引起裂变反应，B正确，A错误；控制棒由镉做成，镉吸收中子的能力很强，当反应过于激烈时，使控制棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，C、D错误． 必备知识·记忆理解 B 必备知识·记忆理解 必备知识·记忆理解 关键能力·分析应用 15 关键能力·分析应用 关于重核的裂变，下列说法中正确的是(　　 ) A. 核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B. 中子从铀块中通过时，一定发生链式反应 C. 重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少 D. 重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能 1 【解析】　核裂变释放的能量来源于裂变过程的质量亏损，是核能转化为其他形式能的过程，其能量远大于俘获中子时吸