5.4核裂变与核聚变 教学设计-2025-2026学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 高二 学期 秋季 课题 4.核裂变 核聚变 教学目标 1. 让学生了解核裂变核聚变基本原理 2.让学生在了解核裂变在能源领域的应用 3.让学生知道核聚变的基本原理以及目前人类应用核聚变遇到的问 教学重难点 教学重点： 1. 核裂变的现象、原理、应用 教学难点： 1.反应堆与核电站 教学过程 1. 导入： 播放原子弹的发射视频，022年9月14日，央视新闻联播报道:核能作为稳定可靠的清洁低碳能源是我国能源向清洁化、低碳化转型的重要选项，《中国核能发展 报告2022》蓝皮书显示，未来我国核能发电占比将会持续提高，核能的多用途应用范围也在不断扩大，核电站及原子弹、氢弹等核式器，都利用了核能。那在这些装置中，核能是怎样被转化和使用的呢? 2. 请同学们拿出学习任务单，首先我们复习上节课学过的几个概念 3.由上节课我们知道核反应过程中释放的能量是非常巨大的？如果能够合理利用这些能量，将能解决能源危机，如何才能利用这些核能呢？我们来看这张比结合能图。 1. 教师通过对核裂变方程的解读，引入核裂变的种类并对核裂变做进一步解读。特别强调我国科学家在这个过程中的贡献，激发学生的民族自豪感，增强使命感。 2. 教师通过对核裂变过程中能量变化的计算，让学生对核裂变反应的能量变化有个直观的认识。进一步分析反应，发现反应可以持续，引入链式反应。顺其自然，提出问题，核裂变过程的能量能否为人类所利用，引出反应堆和核电站。让学生知道，核裂变目前在我们的生活中已有重要应用。 3. 教师通过对核聚变的简介，让学生认识到核聚变的巨大应用潜力。另一方面，介绍核聚变的应用目前遇到的问题，激发学生的使命感，为以后的科研埋下种子，种下希望。 4.人工核聚变的利用——氢弹 那么核聚变与核裂变相比有哪些优势呢，核聚变产能 效率高，也就是说消耗相同质量的核燃料，聚变比裂变能释放更多的能量； 其次相比于核裂变，核聚变反应没有放射性废料产生，更安全清洁；最后，地球上核聚变燃料丰富，裂变所需的燃料（如铀）很难获得，价格贵，而聚变反应所用的燃料氘可以直接从海水中提取，既然核聚变比核裂变的优点更多，那为什么核电站不用核聚变的发电原理呢，那是核聚变需要的高温地球上没有任何容器能够经受。他需要的温度可以融化地球上一切材料，为了解决这个难题科学家设想了两种方案 磁约束和惯性约束，20世纪50年代，前苏联科学家提出了一种换流器的装置，英译为托卡马卡装置，这种装置的主要原理就是利用带电粒子在均匀磁场中受洛伦兹力作用而不飞散，因而有可能利用磁场来约束参加反应的物质。就是磁约束，另一种思路就是惯性约束。可控热核反应将为人类提供巨大的能源,和平利用聚变产生的核量是非常吸引人的重大课题，我国的可控核聚变装置“中国环流器1号”已取得不少研究成果.尽管实现可控核聚变的路还很长，但是我们中国人在这条探索的路上从未停歇。最后我们再来看一道练习题， 学科网（北京）股份有限公司 $