第五章 第4、5节 核裂变与核聚变　“基本”粒子（课件PPT）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019 江苏专用）

第4、5节　核裂变与核聚变　“基本”粒子 核心素养导学 物理观念 (1)了解核裂变反应及链式反应的条件。 (2)了解核聚变反应的条件。 (3)初步了解粒子物理学的基础知识及粒子的分类。 科学思维 热核反应可能的控制方法。 科学探究 核电站的组成及工作原理。 科学态度与责任 (1)了解两类核能应用的利弊，关注技术应用对人类生活和社会发展的影响。 (2)感悟人类对物质结构的认识是不断深入的，形成相对完整、科学的物质观念。 哈恩 铀核 差不多 核能 中子 (4)链式反应：当一个_____引起一个重核裂变后，裂变释放的_____再引起其他重核裂变，且能不断继续下去的核裂变反应。 (5)链式反应的条件：发生裂变物质的体积大于等于_________或裂变物质的质量大于等于__________。 2．反应堆：可以控制__________释放核能的装置。 3．核电站 (1)组成 核电站是利用核能发电，它的核心设施是__________，它主要由以下几部分组成： ①燃料：_____。 ②慢化剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，采用_____、重水或普通水作慢化剂。 中子 中子 临界体积 临界质量 链式反应 核反应堆 铀棒 石墨 ③控制棒：由吸收______能力很强的镉制成，用以控制链式反应的速度。 (2)工作原理：核燃料______释放的能量使反应区温度升高。 (3)能量输出：利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外__________，把反应堆内的热量传输出去，用于发电。 (4)核污染的处理：为避免射线对人体的伤害和________物质对水源、空气和工作场所造成放射性污染，在反应堆的外面需要修建很厚的_______，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，核反应堆用过的核废料具有很强的________，需要装入特制的容器，深埋地下。 中子 裂变 循环流动 放射性 水泥层 放射性 质量较大 能量 10－15 库仑斥力 热核反应 氢 核聚变 5．应用：目前，热核反应主要用在核武器上，那就是______，需要用_______爆炸产生的高温高压引发热核爆炸。 6．聚变的优点：第一：轻核聚变产能效率高。第二：地球上核聚变燃料氘储量丰富。第三：轻核聚变更为安全、清洁。 7．聚变的难点：地球上没有任何容器能够经受热核反应的高温。 8．控制方法 (1)磁约束：利用磁场约束参加反应的物质，目前最好的一种磁约束装置是______。 (2)惯性约束：在惯性约束下，用高能量密度的激光或X射线从各个方向照射反应物，使它们“挤”在一起发生反应，聚变物质因自身的惯性，在极短时间内来不及扩散就完成了核反应。 氢弹 原子弹 环流器 三、“基本”粒子 1．“基本”粒子不基本 (1)直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质的不可再分的最小微粒。后来发现了电子、质子和中子，于是认为光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子。 (2)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子都不是由质子、中子、电子组成的，又发现______、______等本身也有自己的复杂结构。 质子 中子 2．发现新粒子 (1)20世纪50年代前发现的新粒子：1932年发现了_________，1937年发现了____,1947年发现了 ______和________，及以后的质量比质子的质量大的_____。 (2)20世纪，70年代以后发现的新粒子 1971～1980年间发现τ子、胶子、J/Ψ介子 1981～1990年间发现W和Z玻色子 1991～2000年间发现τ子中微子 2001～至今发现希格斯玻色子 正电子 K介子 π介子 超子 μ子 (3)反粒子：质量、寿命、自旋等物理性质与过去已发现的粒子相同，而电荷等其他性质相反。例如，电子的反粒子是正电子，质子的反粒子是反质子。 3．粒子的分类 现在发现的粒子达400多种，它们可大体分为______、_____、规范玻色子和希格斯玻色子四大类。 4．夸克模型 1964年美国物理学家盖尔曼等人提出了夸克模型，认为强子是由更基本的成分组成，这种成分叫作_____，夸克模型指出电子电荷不再是电荷的最小单位，即存在分数电荷。 强子 轻子 夸克 1．如图所示，为铀核裂变示意图，请对以下说法作出判断： (1)铀核裂变是一种天然放射现象。 ( ) (2)铀核裂变的产物是固定的，就是生成钡和氪，同时放出3个中子。 ( ) (3)只有铀块的体积大于临界体积时，才能够发生链式反应。 ( ) (4)核反应堆用过的核废料无毒无害。 ( ) × × √ × 2．秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水 堆核电站，地处浙江省海盐县。秦山核电站工程建设自1985年3月开 工，1991年12月并网发电。 秦山核电站的