5.4 核聚变与核裂变 课件 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

横县百合完全中学 韦衍虎 18276143537 5.4 核裂变与核聚变 问题导入 较重的核分裂成中等大小的核，较小的核合并成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，利用的就是这些核能。在这些装置中，核能是怎样被转化和使用的呢? 一、核裂变的发现 1.裂变:重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应的过程，叫做核裂变 德国物理学家哈恩和助手首先发现了核裂变现象。 2.链式反应 由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，称为核裂变的链式反应。 二分裂 三分裂 三分裂 四分裂 概率： 3.链式反应的条件 思考：随便一个中子撞击，铀核都会产生核反应吗？ ①保证铀235的纯度 杂质 ②铀块的大小 通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积称为临界体积，把相应的质量称为临界质量。 4.核裂变的标准煤 一个铀235核裂变时释放的能量如果200MeV估算，1kg铀235全部裂变时放出的能量就相当于2800t标准煤完全燃烧时释放的化学能! = 拓展学习 原子弹 二战时期，美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤。在长崎投掷的原子弹爆炸后形成蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多，长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37% ；广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53%。 二、反应堆与核电站 1.核反应堆 ①铀棒 ：浓缩铀作为燃料棒， 铀棒越多，反应的速率就越快。 铀棒 ②镉棒： 吸收中子 ，控制反应速率 ③慢化剂： 使中子变为慢中子，易吸收 （石墨，重水和轻水） 镉棒 ④水泥防护层： 防止辐射 水泥防护层 核反应堆：人工控制链式反应的装置 吸收中子、控制反应速率 慢中子 (石墨、轻水、重水) (浓缩铀) 核燃料 二、反应堆与核电站 1.核反应堆 2.核电站 三、核聚变 核裂变：一个重核 两个质量中等的原子核 两个轻核 一个质量较大的核 核聚变： ①轻核聚变产能效率高 ②燃料氘和氚储量丰富 ③无废料，更安全、清洁 1.核聚变的条件 10-15m 核力 库伦斥力 动能大 办法： 加热到几百万卡尔文 →温度越高，分子热运动越剧烈 （热核反应） 热核反应一旦发生，就不再续约外界给它能量，靠自身产生的热就会反应继续下去。 2.核聚变的例子 太阳的能量来自热核反应 用于制造氢弹 3.可控核聚变的方案 ①磁约束 ②惯性约束 激光或X射线 惯性约束：由于聚变反应的时间非常短，聚变物质因自身的惯性还来不及扩散就完成了核反应。在惯性约束下，可以用激光从各个方向照射参加反应的物质，使它们“挤”在一起发生反应。 惯性约束聚变激光 Lavf58.29.100 EV录屏3.9.7软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EV录屏3.9.7软件录制 Lavf58.29.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $