19.6核裂变

变和轻核聚变能放出大量

2、铀核的裂变

（1）铀核的裂变的一种典型反应。

思考：铀核的裂变的产物是多样的，最典型的一种核反应方程式是什么样的？

（2）链式反应：

3、核电站

阅读思考：核核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用让学生阅读课本核电站部分内容，

（1）铀棒由浓缩铀制成，作为。

（2）控制棒由镉做成，用来控制

（3）减速剂由石墨、重水或普通水（有时叫轻水）做成，用来跟快中子碰撞，使

核反应、核能与裂变.doc

核反应、核能与裂变 --示例教学重点：核的人工转变和核能的计算 教学难点：核能的计算 教学示例: 、人工核转变 1、质子的发现 卢瑟福 2、中子的发现 查德威克 二、核能 1、核能 2、质量亏损 3、质能方程 4、核能的计算例题1:已知质子和中子结合成氘核时的质量亏损 为 0.0040 X 10-27kg，则此过程中释放的能量为多少? 解：根据爱因斯坦的质能方程知 =ev =2.2 mev 例题2:静止的锂核 在俘获一个中子后，生成一个氘核和一个粒子，并释放4.8mev

的能量.（1）写出核反应方程式（2）计算反应过程中的质量亏损 （2）根据爱因斯坦的质能方程知: 三、核裂变 物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫 裂变. 四、铀核的裂变 1、裂变方程具有多样性 2、核能的释放举例计算铀核裂变过程 释放的能量3、链式反应动画演示此过程 五、裂变的应用 1、原子弹 2、核反应堆 六、作业v/p

--示例教学重点：核的人工转变和核能的计算 教学难点：核能的计算 教学示例: 、人工核转变 1、质子的发现 卢瑟福 2、中子的发现 查德威克 二、核能 1、核能 2、质量亏损 3、质能方程 4、核能的计算例题1:已知质子和中子结合成氘核时的质量亏损 为 0.0040 X 10-27kg，则此过程中释放的能量为多少? 解：根据爱因斯坦的质能方程知 =ev =2.2 mev 例题2:静止的锂核

在俘获一个中子后，生成一个氘核和一个粒子，并释放4.8mev 的能量.（1）写出核反应方程式（2）计算反应过程中的质量亏损 （2）根据爱因斯坦的质能方程知: 三、核裂变 物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫 裂变. 四、铀核的裂变 1、裂变方程具有多样性 2、核能的释放举例计算铀核裂变过程 释放的能量3、链式反应动画演示此过程 五、裂变的应用 1、原子弹 2、核反应堆 六、作业v/p

高中物理 裂变、聚变教案

高中物理裂变、聚变教案 课题引入 1、核反应有些释放能量，有些吸收能量，人们想利用核能，当然必须选那些释放核能的核反应。什么样的核反应能释放核能呢？利用天然放射性放射性元素的衰变行吗？例如 U 238在α衰变时放出的α粒子具有4.18MeV的能量，但它的半衰期很长，达4.49亿年，衰变非常缓慢，功率太小。利用人工转变行吗？例如 ①可放出能量5.6MeV； ②可放出能量4.8MeV； 但粒子击中原子核的概率太低，只有百万分之一、二。实在得不偿失！有哪些核反应才真正具有实用价值呢？ 2、说明有些重核分裂成中等质量的核，有些轻核结合成中等质量的核都能发生质量亏损放出巨大能量。物理学中，把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应叫裂变，把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫聚变。本节（包括课本第六节、第七节）介绍裂变和聚变。 重难点分析 1、裂变和聚变 精确的研究表明原子核中核子的平均质量跟原子序数的关系，如人教社教材中图24-11所示，这个图线是解释那些核反应释放能量的根据。这个图线表达了原子核组成的重要规律。按图线分析可知，怎样的反应有质量亏损是释放能量的，从而明确：裂变是重核分裂为质量较小的核，释放核能的反应；聚变是轻核结合为质量较大的核释放出核能的反应. 2、铀核的裂变 铀核的裂变，一般分裂为两个中等质量的核，叫二分裂，产物是多种多样的，一种典型的反应如下述核反应方程所示： （也有三分裂、四分裂现象，但出现的概率极低，约为二分裂的千分之三和万分之三。） 这个核反应的结果中，又释放出2-3个中子，这些中子又会引起其他原子核的裂变，形成链式反应，使裂变继续下去。当然维持链式反应是要有一定条件的，这个条件是，每次裂变产生的中子，至少平均有一个能再度引起裂变反应。这些中子，有的可能被杂质吸收，有可能穿出裂变物质体外，因而不能引起新的裂变发生。为维持链式反应要减少裂变物质

第十一章原子核的裂变和聚变123

第五章 核裂变与核聚变 5.1核裂变反应 1.自发裂变与诱发裂变 1).自发裂变－原子核没有外来粒子轰击自行发生裂变 一般表达式 212211Y Y X A Z A Z A Z +→ 21A A A +=；21Z Z Z +=。 (1)裂变能s f Q , 由能量守恒可以导出自发裂变的裂变能s f Q , ()()222111,,,A Z Y A Z Y s f T T Q += ()()()[]222112,,,c A Z M A Z M c A Z M ?+-= ()()()A Z B A Z B A Z B ,,,2211-+= ()[()()]2211,,A Z A Z A Z -?+?-?= 自发裂变发生的条件：0,>s f Q 。 从比结合能曲线看，90>A 即可满足此条件。 (2)裂变势垒与穿透势垒概率 从上面讨论可见，90>A 原子核就可能发生自发裂变。但实验发现很重的核才能发生，有能量放出只是原子核自发裂变的必要条件，具有一定大小的裂变概率，才能在实验上观察到裂变事件。 和α衰变的势垒穿透类似，原子核自发裂变也要穿透一个势垒，这种裂变穿透的势垒称为裂变势垒。势垒穿透概率的大小和自发裂变半衰期密切相关，穿透概率大，半衰期就短，穿透概率小，半衰期就长。而且，自发裂变半衰期对于裂变势垒的高度非常敏感，例如，垒高相差MeV 1，自发裂变半衰期可以差到5 10倍。根据核的液滴模型可得裂变势垒的近似公式 sp s b E A Z E ,3 2 219 .0183.0??? ? ? ?-= 式中sp s E ,球形核的表面能。 随着A Z 2的加大，裂变势垒高度降低。因而自发裂变的概率增加。A Z 2较小的核，尽管满足0 ,>s f Q ， 但因裂变势垒太高，很难穿透势垒，所以，这些核对自发裂变是稳定的。。 (3)裂变份额f R 重核大多数具有α放射性，自发裂变与α衰变是相互竞争的过程，它们是重核蜕变的两种形式。发生自发裂变过程的衰变常数记为f λ，发生α衰变过程的衰变常数记为αλ。 对 U 23592 ： a 101039.9-α?=λ，a f 181085.3-?=λ； 故裂变份额 0≈λ+λ λ= α f f f R 对Cf 25298 ：a 725.0=λα，a f 3 10 10.8-?=λ； 故裂变份额 %8.2=λ+λ λ= α f f f R 对 Cf 254 98 ：则裂变份额:%7.99=f R 。 裂变碎片是很不稳定的原子核，一方面碎片处于较高的激发态，另一方面它们是远离β稳定线的丰中子核而发射中子，所以自发裂变核又是一种很强的中源。 ２)诱发裂变－在外来粒子的轰击下，靶核与入射粒子形成复合核，复合核一般处于激发态，会进而发生裂变。入射粒子可以是带电粒子或中子，主要研究是中子，它是链式核反应的主要过程。 其一般表达式为 Y Y X X n A Z A Z A Z A Z 2211*1+→→ ++

高三物理核反应和核能

核反应核能质能方程 一、知识点梳理 1、核反应 在核物理学中，原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应．典型的原子核人工转变： 14 7N+4 2 He 17 8 O+1 1 H 质子1 1 H的发现方程卢瑟福 9 4Be+4 2 He 12 6 C+1 n 中子1 n的发现方程查德威克 2、核能 （1）核反应中放出的能量称为核能 （2）质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子质量之和．质量亏损．（3）质能方程：质能关系为Ｅ＝ｍｃ2 原子核的结合能ΔＥ=Δｍｃ2 3、裂变 把重核分裂成质量较小的核，释放出的核能的反应，叫裂变 典型的裂变反应是： 235 92Ｕ+1 ｎ90 38 Ｓr+136 54 Ｘe+101 ｎ 4．轻核的聚变 把轻核结合成质量较大的核，释放出的核能的反应叫轻核的聚变．聚变反应释放能量较多，典型的轻核聚变为： 2 1Ｈ+3 1 Ｈ4 2 Ｈe+1 ｎ 5．链式反应 一个重核吸收一个中子后发生裂变时，分裂成两个中等质量核，同时释放若干个中子，如果这些中子再引起其它重核的裂变，就可以使这种裂变反应不断的进行下去，这种反应叫重核裂变的链式反应 二、典型例题 例1．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（v。）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶．电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核，其核反应方程式为 νe＋37 17Cl→37 18 Ar十 0 －1 e 已知37 17Cl核的质量为36.95658 u，37 18 Ar核的质量为36.95691 u， 0 －1 e的质量为0.00055 u，1 u 质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为

核反应核能质能方程

核反应核能质能方程 一、考点聚焦 核能．质量亏损．爱因斯坦的质能方程Ⅱ要求 核反应堆．核电站Ⅰ要求 重核的裂变．链式反应．轻核的聚变Ⅰ要求 可控热核反应．Ⅰ要求 二、知识扫描 1、核反应 在核物理学中，原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应．典型的原子核人工转变 14 7N+4 2 He 8 O+1 1 H 质子1 1 H的发觉方程卢瑟福 9 4Be+4 2 He 6 C+1 n 中子1 n的发觉方程查德威克 2、核能 〔1〕核反应中放出的能量称为核能 〔2〕质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子质量之和．质量亏损．〔3〕质能方程：质能关系为Ｅ＝ｍｃ2 原子核的结合能ΔＥ=Δｍｃ2 3、裂变 把重核分裂成质量较小的核，开释出的核能的反应，叫裂变 典型的裂变反应是： 235 92Ｕ+ｎＳr+136 54 Ｘe+101 ｎ 4．轻核的聚变 把轻核结合成质量较大的核，开释出的核能的反应叫轻核的聚变．聚变反应开释能量较多，典型的轻核聚变为： 2 1Ｈ+ＨＨe+1 ｎ 5．链式反应 一个重核吸取一个中子后发生裂变时，分裂成两个中等质量核，同时开释假设干个中子，假如这些中子再引起其它重核的裂变，就能够使这种裂变反应不断的进行下去，这种反应叫重核裂变的链式反应 三、好题精析 例1．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子〔v。〕而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯〔C2Cl4〕溶液的巨桶．电子中微子能够将一个氯核转变为一个氢核，其核反应方程式为 νe＋37 17Cl→37 18 Ar十 0 －1 e 37 17Cl核的质量为36.95658 u，37 18 Ar核的质量为36.95691 u， 0 －1 e的质量为0.00055 u，1 u质量对应的能量 为931.5MeV.依照以上数据，能够判定参与上述反应的电子中微子的最小能量为〔A〕0.82 Me V 〔B〕0.31 MeV 〔C〕1.33 MeV 〔D〕0.51 MeV [解析] 由题意可得：电子中微子的能量E≥E ?=mc2-〔m Ar+m e-m Cl〕·931.5MeV

高三物理裂变和聚变

裂变和聚变 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量。 2．知道什么是链式反应。 3．会计算重核裂变过程中释放出的能量。 4．知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。 5．了解聚变反应的特点及其条件. 6．了解可控热核反应及其研究和发展. 7．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。 （二）过程与方法 1．通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用 教学图像处理物理问题的能力。 2．通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。 （三）情感、态度与价值观 1．激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系。 2．通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。 3．确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。 ★教学重点 1．链式反应及其释放核能的计算。 2．重核裂变的核反应方程式的书写。 3. 聚变核反应的特点。 ★教学难点 1、通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。 2、聚变反应的条件。 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 重核裂变 （一）引入新课 教师：大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟．大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。

高中物理-核聚变、核裂变练习

高中物理-核聚变、核裂变练习 基础夯实 一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题) 1．(江苏徐州市高二下学期期末)一典型的铀核裂变方程是23592U＋X→14456Ba＋8936Kr＋310n，关于该反应，下列说法正确的是( C ) A．X是质子 B．该反应是核聚变反应 C．23592U的比结合能小于14456Ba的比结合能 D．释放出的中子对于链式反应的发生没有作用 解析：该反应是裂变反应，X是中子，释放的中子引起链式反应，故A、B、D错误；23592 U的比结合能小于14456Ba的比结合能，C正确。 2．2010年3月31日欧洲大型强子对撞机实现首次质子束对撞成功。科学家希望以接近光速飞行的质子在发生撞击之后，能模拟宇宙大爆炸的能量，并产生新的粒子，帮助人类理解暗物质、反物质、以及其他超对称现象，从根本上加深了解宇宙本质，揭示宇宙形成之谜。欧洲科研机构宣布他们已经制造出9个反氢原子。请推测反氢原子的结构是( B ) A．由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成 B．由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成 C．由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成 D．由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成 解析：根据反粒子定义，“反粒子”与“正粒子”具有相同的质量，但带有等量的异性电荷。因此“反氢原子”应该具有与氢原子相同的质量，相反的电荷符号且等量的电荷量。所以反氢原子是由1－1H核和01e构成的。 3．2002年，美国《科学》杂志评出的《2001年世界十大科技突破》中，有一次是加拿大萨德伯里中微子观测站的结果，该站揭示了中微子失踪的部分中微子在运动过程中转化为一个μ子和一个τ子。在上述研究中有以下说法，正确的是( B ) ①若发现μ子和中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向与中微子的运动方向一定相反 ②若发现μ子和中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向与中微子的运动方向可能一致 ③若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向一定一致 ④若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向可能

高三物理复习核反应 核能 质能方程

15.3 核反应核能质能方程 一、考点聚焦 核能．质量亏损．爱因斯坦的质能方程Ⅱ要求 核反应堆．核电站Ⅰ要求 重核的裂变．链式反应．轻核的聚变Ⅰ要求 可控热核反应．Ⅰ要求 二、知识扫描 1、核反应 在核物理学中，原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应． 典型的原子核人工转变 14 7N+4 2 He 17 8 O+1 1 H 质子1 1 H的发现方程卢瑟福 9 4Be+4 2 He 12 6 C+1 n 中子1 n的发现方程查德威克 2、核能 （1）核反应中放出的能量称为核能 （2）质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子质量之和．质量亏损．（3）质能方程：质能关系为Ｅ＝ｍｃ2 原子核的结合能ΔＥ=Δｍｃ2 3、裂变 把重核分裂成质量较小的核，释放出的核能的反应，叫裂变 典型的裂变反应是：

235 92Ｕ+1 ｎ90 38 Ｓr+136 54 Ｘe+101 ｎ 4．轻核的聚变 把轻核结合成质量较大的核，释放出的核能的反应叫轻核的聚变．聚变反应释放能量较多，典型的轻核聚变为： 2 1Ｈ+3 1 Ｈ4 2 Ｈe+1 ｎ 5．链式反应 一个重核吸收一个中子后发生裂变时，分裂成两个中等质量核，同时释放若干个中子，如果这些中子再引起其它重核的裂变，就可以使这种裂变反应不断的进行下去，这种反应叫重核裂变的链式反应 三、好题精析 例1．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（v。）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶．电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核，其核反应方程式为 νe＋3717Cl→3718Ar十 0 －1e 已知37 17Cl核的质量为36.95658 u，37 18Ar核的质量为36.95691 u， 0 －1e的质量为0.00055 u，1 u质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为 （A）0.82 Me V （B）0.31 MeV （C）1.33 MeV （D）0.51 MeV [解析] 由题意可得：电子中微子的能量E≥E ?=mc2-（m Ar+m e-m Cl）·931.5MeV

高中物理专题19核裂变和核聚变练习(含解析)

课时19 核裂变和核聚变 1．太阳放出的能量来自于（） A．重核裂变 B．天然衰变 C．轻核聚变 D．人工转变 【答案】C 【解析】太阳放出的能量来自于太阳内部剧烈的热核反应，即轻核聚变，故C正确，ABD错误。 故选：C 2．一颗恒星的寿命取决于它的（） A．温度 B．颜色 C．质量 D．体积 【答案】C 【解析】因为天体大，质量大，万有引力就大，在巨大的引力下原子核之间的距离就更近，更容易引起核聚变，所以越大的恒星他的内部核聚变就越激烈，释放的能量也越大，燃料聚变的速度就越快，恒星死亡的也就越快。故选C. 质量小的恒星其寿命几乎同宇宙一样长，达一百多亿年；质量大的恒星，其寿命却只有几百万到几千万年．一般来说，质量越大，寿命越短． 3．在下列叙述中，不正确的是（） A．光电效应现象说明光具有粒子性 B．重核裂变和轻核聚变都会产生质量亏损 C．根据玻尔理论，氢原子从高能态跃迁到低能态时，原子向外释放光子，原子电势能和核外电子的动能均匀减小 D．电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性 【答案】C 【解析】光电效应说明光具有粒子性，故A说法正确；重核裂变和轻核聚变都释放能量，都有质量亏损，故B说法正确；氢原子辐射出一个光子后，原子能量减小，轨道半径减小，根据，知核外电子的动能增大，原子能量等于动能和电势能之和，则电势能减小。故C说法错误；任何一个运动着的物体，小到电子质子大到行星太阳，都有一种波与之对应这种波称为物质波，故电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性，故D说法正确。 3．现行人教版高中物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列

四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（） A．甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子 B．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大 C．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成 D．丁图中，链式反应属于轻核裂变 【答案】B 【解析】 A. 卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A错误。 B.根据光电效应规律可知在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，B正确。 C.因为射线甲受洛仑兹力向左，所以甲带正电，是由粒子组成，C错误。 D.链式反应属于重核裂变，D错误。 4．铀原子核发生衰变时衰变方程为，其中、、X的质量分别为m1、m2、m3，光在真空中的传播速度为c，则（） A．X是质子 B．m1＝m2＋m3 C．衰变时释放的能量为（m2＋m3－m1）c2 D．若提高温度，的半衰期不变 【答案】D 【解析】 A项：根据电荷数守恒、质量数守恒知，X原子核中的电荷数为2，质量数为4，是氦核，故A错误； B项：依据质量亏损，则m1＞m2+m3，故B错误； C项：根据爱因斯坦质能方程得，释放的能量（ ） ，故C错误； D项：衰期的大小与温度无关，故D正确。 5．下列说法正确的是（） A．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等

《裂变和聚变》同步练习2 (2)

《裂变和聚变》同步练习 1．(2014?珠海二模)“两弹”所涉及的基本核反应方程有： ①U+n→Sr+Xe+10n， ②H+H→He+n， 关于这两个方程，下列说法正确的是( ) A.方程①属于α衰变 B.方程②属于轻核聚变 C.方程①的核反应是太阳能的源泉 D.方程②中的H与He互为同位素 2．(2014?重庆模拟)太阳内部持续不断地发生着4个质子()聚变为1个氦核(He)的热核反应，核反应方程是4H→He+2X，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c． 下列说法中正确的是( ) A.方程中的X表示中子(n) B.方程中的X表示正电子(e) C.这个核反应中质量亏损△m=4m1﹣m2 D.这个核反应中释放的核能△E=(4m1﹣m2﹣m3)c2 3．(2014?西藏模拟)下列说法正确的是( ) A. 放射性元素的半衰期随温度的升高而减小 B. 放射性元素放射出的α射线、β射线和γ射线，电离能力最强的是α射线

C. Th衰变成Pb要经过6次α衰变和4次β衰变 D. 原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是吸收能量的过程 E．光电效应的实验结论是：对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大 4．(2014?浦东新区二模)下列核反应方程中X表示α粒子，且属于α衰变的是( ) A.U→Th+X B.Th→Pa+X C.H+H→X+n D.Be+X→C+n 5．(2014?齐齐哈尔三模)由于放射性元素Np的半衰期很短，所以 在自然界一直未被发现，而是在使用人工的方法制造后才被发现．已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，下列论断中正确的 ( ) A. 核Bi比核Np的少28个中子 B. 衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变 C. 衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变 D. 发生β衰变时，核内中子数减少，质子数增加 E．质量为m0的放射性匀速Np，经过4个半衰期后，剩下的放射性元素Np的质量为m 0 6．(2014?河西区二模)关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是( ) A.U+n→Sr+Xe+10n

谈谈核裂变能与核聚变能

谈谈核裂变能与核聚变能 胡经国 据最近报道，位于英国牛津郡卡勒姆的、联合欧洲环形核聚变试验装置的科学家们，首次成功地进行了受控核聚变反应试验，从而使他们在探索核聚变能的竞争中，超过了美国和日本而居于世界领先地位。这次实验是在一个环形受控核聚变反应堆里进行的，持续时间只有2分钟，温度达到了3亿摄氏度，比太阳内部温度还要高20倍。该环形装置重达3500吨，是目前世界上最大的受控核聚变实验装置。那末，什么叫做受控核聚变与核聚变能呢？它们对未来世界能源研究与开发利用有何重要意义呢？ 为了回答这些问题，需要从核能（原子能）谈起。大家知道，原子核是由质子和中子组成的。质子和中子统称为核子。核子结合成原子核时释放的能量，或者原子核分解为核子时吸收的能量，称为原子核结合能。原子核结合能与组成该原子核的核子数之比，称为原子核核子的平均结合能。这就是一般所说的核能（原子能）。质量数较小的轻核（如氘、氚）和质量数较大的重核（如铀），其核子平均结合能均较小；质量数中等的原子核，其核子平均结合能较大，而且质量数为50%～60%的原子核，其核子平均结合能最大。这一规律称为原子核核子平均结合能随原子核质量数而变化的规律。 核能存在于原子核内部，只有使它释放出来才能被人类所利用。怎样才能使核能释放出来呢？原子核核子平均结合能随原子核质量数而变化的规律，是核能能够被释放出来的理论依据。由于质量数中等的原子核核子平均结合能较大，因而无论是将重核分裂成质量数中等的原子核，还是将轻核聚合成质量数中等的原子核，都能够使核能释放出来。所以，核能释放有以下两种途径：重核的裂变和轻核的聚变 第一种途径是重核的裂变。将重核分裂成质量数中等的原子核，称为重核的裂变，又叫做核裂变。核裂变是1938年由德国科学家哈恩和斯特拉斯曼发现的。他们用中子轰击铀原子核，导致了铀原子核的裂变。可见，快速中子的轰击是实现核裂变的条件。在重核裂变时，放出新的中子，新中子又引起其它重核裂变。这种不断进行的核裂变反应，称为链式反应。重核材料（如含铀的同位素铀238和铀235的材料）能够产生核裂变链式反应的最小体积，称为重核材料的临界体积。重核材料的体积一旦超过其临界体积，核裂变链式反应就迅速进行，同时在极短的时间内释放出巨大的能量，引起猛烈的爆炸。重核在核裂变反应过程中释放出的巨大能量，称为核裂变能。例如，1克铀235完全裂变所释放的核裂变能，相当于2.4吨煤完全燃烧所释放的化学能。 第二种途径是轻核的聚变。将轻核聚合成质量数中等的原子核，称为轻核的聚变，又叫

核裂变和核聚变的区别

两个较轻的原子（质量数大致小于16）聚合成一个较重的原子核，同时放出大量的能量，这种核反应叫聚变反应。它是获得原子能的重要途径之一。一升的海水约含有0.03克的氘，通过核聚变反应能产生相当于300升汽油燃烧所放出的能量。由于原子核间有很强的静电斥力，核聚变反应必须在几千万摄氏度至上亿摄氏度的高温下才能发生。太阳和一些恒星内部温度很高，原子核有足够在的动能克服核间静电斥力而发生聚变反应。太阳里发生的持续的核聚变反应，源源不断地给我们提供光和热。 一个重的原子核分裂成两个质量略为不同的较轻的原子核，同时放出大量能量，这种反应叫做裂变反应。裂变有自发裂变和受激裂变反应两种。自发裂变是原子核不稳性的一种表现形式，天然同位素自发裂变半衰期都很长，如铀-238约为1016年；一些原子核比铀原子核重的同位素（超铀核素）自发裂变半衰期相对较短，如锎-252只有85.5年。重原子核受到其他粒子（中子、带电粒子、光子）轰击时分裂成两个质量略为不同的较轻原子核，叫受激裂变。1947年，我国科学家钱三强、何泽慧首先观察到中子轰击铀裂变时，铀核也有分裂成三块或四块的情况。但这种现象是非常稀少的。三分裂和四分裂相对于二分裂之比分别为3：1000和3：10000。重核裂变时释放出大量的能量，是获得原子能重要途径之一。1公斤铀-235完全裂变释放出的能量相当于两万吨TNT炸药爆炸时释放的能量，也相当于2700吨标准煤完全燃烧释放出的能量。重核裂变反应释放的大量能量已在核电站中得到充分应用。 爱因斯坦１９０５年在提出相对论时指出，物质的质量和能量是同一事物的两种不同形式，质量可以消失，但同时会产生能量。１９３８年，德国科学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼在居里夫人实验的基础上，发现了核裂变现象：当中子撞击铀原子核时，一个铀核吸收了一个中子，分裂成两个较轻的原子核，在这个过程中质量发生亏损，因而放出很大的能量，并产生两个或三个新的中子，这就是核裂变反应。 １９４６年，在法国居里实验室工作的中国科学家钱三强、何泽慧夫妇发现了铀核的"三裂变"、"四裂变"现象，即铀原子核在中子的作用下，除了可以分裂为两个较轻的原子核外，还可以分裂为三个甚至四个更轻的原子核。只有铀－２２３、铀－２３５和钚－２３９这三种材料的原子核可以由"热中子"引起核裂变，因此它们被称为易裂材料。其中只有铀－２３５存在于界，铀－２３３、钚－２３９分别是由自然界中的钍－２３２、铀－２３８吸收中子后生成的。而在天然铀中，铀－２３５仅占０．７％，其余的９９．３％几乎都是铀－２３８。 链式裂变反应释放的核能叫做核裂变能。这种２０世纪出现的新能源，目前已占人类总能源消费量的６％。核能的和平利用，对于缓解能源短缺、减轻环境污染都具有重要意义。但是，核裂变产生的核废料、核电站能否安全运转，都引起人们的忧虑。如果利用轻原子核的聚变反应产生的核聚变能够得到工业应用，那么人类将从根本上解决能源需求的问题。核聚变能是两个轻原子核结合在一起时，由于发生质量亏损而放出的能量。核聚变的原料是海水中的氘（重氢）。早在１９３４年，物理学家卢瑟福、奥利芬特和哈尔特克已在静电加速器上用氘－氘反应制取了氚（超重氢），首次实现了聚变反应。海水里的氘只占０．０１５％，但由于地球上有大量海水，每升海水中所含的氘通过核聚变反应产生相当于３００升汽油燃烧所放出的能量，因此可以利用的核聚变材料是极为丰富的。据估计，海水中的氘通过核聚变释放的聚变能可供人类在高消费水平的基础上使用５０亿年。有关科学家们正在积极研究、一些国家政府也大力支持开发丰富而清洁的核聚变能。 美国广播公司１９９９年４月１２日播发的一篇题为《为聚变开拓未来》的消息说：使用美国最新建成的试验核反应堆的科学家们认为，他们为２１世纪开发一种安全而又取之不尽的能源--聚变能- -而进行的努力取得了进展。建在美国中部新泽西州郊区普林斯顿大学等离子体物理实验室的"国家球形核聚变实验装置（ＮＳＴＸ）" ，使支持提供聚变能研究经

核反应和核能的利用 教学案

核反应和核能的利用 教学案 一、核反应 所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。（注意：质量并不守恒。） 核反应类型有衰变、人工转变、重核的裂变和轻核的聚变 1、衰变： α衰变：e H Th U 422349023892 +→（核内He n H 4 2101122→+） β衰变： e Pa Th 012349123490-+→（核内e H n 0 11110-+→） +β衰变：e Si P 0 130 1430 15+→（核内e n H 0 11 01 1+→） γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。 2、人工转变：H O He N 1 117842147+→+（发现质子的核反应） n C He Be 1 01264294 +→+（发现中子的核反应） n P He Al 1030154227 13 +→+ e Si P 0 130143015 +→（人工制造放射性同位素） 3、重核的裂变： n 3Kr Ba n U 1 092361415610235 92 ++→+ 在一定条件下（超过临界体积） ，裂变反应会连续不断地进行下去，这就是链式反应。 4、轻核的聚变：n He H H 1 04 23 12 1+→+（需要几百万度高温，所以又叫热核反应） 二、核能——核反应中放出的能叫核能。 1．结合能 由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体。要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，,或者需要巨大的能量。这表明要把原子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫做原子核的结合能. 原子核越大，它的结合能越高,因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定. 2．质量亏损 核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损。 3、爱因斯坦质能方程： E ＝mc 2 物体所具有的能量跟它的质量成正比。由于c 2这个数值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的。 4、核反应中由于质量亏损而释放的能量：△E =△m c 2 中等大小的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大)，这些核最稳定。另一方面如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，这样可以释放能量供人使用。 以上两式中的各个物理量都必须采用国际单位。 在非国际单位里，可以用1u=931.5MeV 。它表示1原子质量单位的质量跟931.5MeV 的能量相对应。 5、对质能方程的理解

核裂变

6 核裂变 [先填空] 1．核裂变 重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出核能的过程．2．铀核裂变 用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n. 3．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，这种反应叫核裂变的链式反应． 4．链式反应的条件 发生裂变物质的体积大于临界体积或裂变物质的质量大于临界质量． [再判断] 1．铀核的裂变是一种天然放射现象．(×) 2．铀块的质量大于临界质量时链式反应才能不停地进行下去．(√)

3．铀核裂变时能释放出多个中子．(√) [后思考] 1．铀核的裂变是一种天然放射现象吗？ 【提示】不是．铀核在受到中子轰击后才发生裂变，不是天然放射现象，属于核反应． 2．铀核裂变的核反应方程是唯一的吗？ 【提示】不是．铀核裂变的生成物并不确定，所以其核反应方程不是唯一的． [合作探讨] 原子弹一般应该由两部分组成，一是常规炸药部分，一是核部分，核部分是由分成几块的裂变核材料组成，每一块都在临界体积以下，引爆时，借助常规炸药在极短时间内，将这几块核材料合成一体，使总体积超过临界体积，从而发生链式反应． 探讨1：为什么铀块的体积小于临界体积时不能发生链式反应？ 【提示】如果每次裂变放出的中子平均有一个能再度引起裂变反应，或者说每一代裂变产生的中子数不少于上一代的中子数，裂变反应就能维持下去．当铀块的体积过小时，裂变产生的中子有的可能从裂变物质中漏出去，有的可能被杂质吸收，所以链式反应未必能持续下去． 探讨2：裂变反应发生后，裂变反应物的质量增加还是减小？为什么？ 【提示】减小．裂变反应释放大量的能量，所以发生质量亏损，反应后的质量减小． [核心点击] 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． (3)常见的裂变方程：

高考物理核反应核能裂变

【本讲教育信息】 一. 教学内容： 高三新课： 第四节 核反应、核能 第五节 裂变 二. 知识要点： （一）核反应、核能 1. 核反应 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程称为核反应。 2. 原子核的人工转变 （1）原子核的人工转变：用人工的方法使原子核发生变化的过程称为原子核的人工转变。 （2）质子的发现：用α粒子轰击氮，获得氧和质子，核反应方程为H O He N 1 117 84 214 7+→+ 3. 中子的发现 （1）查德威克用α粒子轰击铍，得到中子射线，核反应方程为：n C He Be 1 012 64 29 4+→+ （2）中子：质量跟质子几乎相等的不带电的中性粒子。 4. 核能：由于核子间有强大的核力，核子结合成核（或核分解成核子）时，要放出（吸收）巨大的能量，称为核能（结合能）。 5. 质量亏损：组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫核的质量亏损。 6. 质能方程 （1）爱因斯坦质能方程2 mc E = 注意：一定质量m 总是跟一定的能量2 mc 相对应，m 增大，E 也增大，m 减小，E 也减小。 （2）核能的计算：先求出质量亏损，再由质能方程2 mc E ?=?计算出对应放出（或吸收）的能。 （二）裂变、聚变 1. 裂变：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应叫裂变。 2. 核子的平均质量：原子核的质量除以核子数即为核子的平均质量。 3. 铀核的裂变：铀核俘获一个中子后分裂为两个中等质量的核的反应过程称为核裂变。核裂变伴随释放大量的核能。 （1）链式反应：铀核裂变时放出几个中子，再引起其它铀核裂变而使裂变反应不断进行称为链式反应。 （2）临界体积：能发生链式反应的最小铀块体积。 （3）注意：为了使裂变的链式反应容易发生，最好是利用纯铀235，且体积大于临界体积。 4. 核电站：利用核能发电，其核心是核反应堆。核反应堆包括： （1）核燃料：浓缩铀制成的铀棒。 （2）减速剂：使快中子变为慢中子，易被铀235俘获引起裂变。 （3）控制棒：用来吸收中子，以控制裂变的速度。 （4）水泥防护层：屏蔽裂变产物放出的各种射线。 5. 轻核的聚变： （1）聚变：轻核结合成质量较大的核的反应过程称为聚变，伴随释放大量的核能。 （2）热核反应：在极高温下轻核产生的聚变反应。（氢弹原理） （三）求核能的几种方法 在重核的裂变、轻核的聚变、放射性衰变以及某些人工核反应中，都伴随着巨大的核能

教案534~5~6原子核的结合能核裂变核聚变

授课题目 3.4~6 原子核的结合 能第 1 课时授课时间 年月日 星期 教学目标知识与技能 1．知道原子核结合能的概念 2. 会根据公式计算原子核的结合能 3. 了解比结合能曲线，知道获得原子核能的两种方法。 4. 知道核裂变现象，理解核裂变放出巨大能量的道理 5. 能根据质能方程计算裂变放出的能量 6. 知道什么是链式反应，什么是临界体积 7. 知道聚变反应，理解聚变放出巨大能量的道理 8. 知道可控核聚变反应的优缺点及研究进展情况 过程与方法 1. 通过结合能的学习和计算，培养学生的理解能力，推理能力，计算能力 2. 通过让学生自己阅读课本，查阅资料，了解核反应堆的原理及核电站的作用，培养学生获取信息，加工整理信息的能力。 情感态度与价值观 1. 通过学习核裂变与核聚变的应用，体会物理学的价值和威力。 2. 通过了解核武器、核电站等诸多核知识的应用，体会科学与人类社会发展的关系，科学既能给人类造福也能给类带来灾难。 教学重点用质能方程计算核反应释放的能量 教学难点比结合能曲线的理解 教学方法讲授法，举例法，练习法，讨论法 教学手段多媒体教学设备 板书或板图设计

教学过程 环节检测内容 检测结果及补救措施 针对教学重难点的当堂检测反馈 教学反思

教学过程 环节教师活动 学生活 动 1.引入 从原子弹，，氢弹，核电站看到原子核里面有一种巨大的能量，今天我们就来学习这到底是什么样的能量，它有什么规律，我们如何利用它。 2. 原子核的结合能 1. 展示图片，把两个核子分开需要施力做功，消耗外界能量。 2. 核子分开时具有的能量更大。所以要把核子从结合状态分开需要施力做 功，输入能量，反之核子从分开状态到结合状态时，会释放出多余能量。 3. 结合能的概念：由分散的核子到结合成原子核的过程中所释放的能量称 为原子核的结合能。 4. 对比原子核结合能和化学能，体会结合能的巨大。105~106倍 1.讨论：质子 和中子结合 在一起和分 开时，哪种情 况下系统的 能量更大？ 3. 结合能的计算1.介绍爱因斯坦的质能关系E=mc2。 2. 能量和质量的变化的关系：?E=?mc2.质量亏损的概念 3. 例题精析，计算质量亏损和释放的结合能。（见教材49页活动部分）例题：氘核是由一个质子和一个中子组成的，它们的静质量可分别取为m p(质子质量)= 1.6726*10-27kg m n(中子质量)= 1.6749*10-27kg m H(氘核质量)= 3.3436*10-27kg m p+ m n=3.3475*10-27kg 则质量亏损?m=(m p+m n)?m H= kg ?E=?mc2= MeV 4. 比结合能的概念1. 核能如此巨大，如何利用？ 自然界中不存在单独的质子、中子，我们无法通过把质子中子结合起来释放能 量。质子、中子都已经结合成了各种原子分子。那么有人会想到，把原子核再 结合起来能否获得能量？要想回答这个问题，我们需要学习比结合能的概念。 3. 学生先讨 论，教师后总 结

裂变和聚变练习题40道

一、选择题 1、一个U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为U+n→X+Sr+2n，则下列叙述正确的是（） A.X原子核中含有86个中子 B.X原子核中含有141个核子 C.因为裂变时释放能量，根据，所以裂变后的总质量数增加 D.因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少 2、前段时间，伊朗及朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题就是双方核电站采用轻水堆 还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还要以生产出可供研制核武器的钚，这种可 由铀经过n次衰变而产生，则n为（） A.2 B.239 C.3 D.1 3、目前核电站用的核反应是（） A.裂变，核燃料是铀 B.聚变，核燃料是铀 C.裂变，核燃料是氘 D.聚变，核燃料是氘 4、重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径，下列说法中正确的是（） A.裂变过程和聚变过程都有质量增加 B.裂变过程和聚变过程都有质量亏损 C.裂变过程质量增加，聚变过程质量亏损 D.裂变过程质量亏损，聚变过程质量增加 5、浙江秦山核站第二期工程发电机已经并网发电，发电站的核能来源于的裂变，以下说法正 确的有（） A.原子核中有92个质子、143个中子 B.原子核中有143个质子、92个中子 C.是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度后，半衰期将缩短 D.裂变成两个中等质量的原子核和，可称为的放射性同位素 6、现已建成的核电站主要利用的是（） A.放射性元素衰变释放的能量 B.人工放射性同位素衰变释放的能量 C.轻核聚变释放的能量 D.重核裂变释放的能量 7、下列四个方程中，表示重核裂变的是（） A. B. C. D. 8、原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要由哪四部分组成（） A.原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统

聚变式裂变

第六大模式：聚变式裂变 聚变式裂变模式：整合集体创业，打造自己事业。 什么意思呢，现在我们很多人都讲现在创业讲究的是合伙人制，大家要成为一个利益共同体，没有员工和老板之分，大家都是老板。大家都是企业的主人。到底怎么才能够做到合伙人制的创业形式呢，可能现在有很多的方法和途径。可以来做合伙人制的创业，但是对于我们实体店对于我们小生意发展来说，我们用聚变式发展模式，是你最容易卖出的，也是最容易操作的合伙人制的创业模式。 四大操作步骤 第一步：确定主营产品和后端产品 第二步：增设前端产品打造超级主张 第三步：分利招募操作合伙人运作前端 第四步：跟前端合伙人分享后端利润 案例：一个即将倒闭的乐器培训班如何运用以上四步操作把二十年的行业老大挑下马？ 背景：一个年仅24岁的少爷公子哥，是学习萨克斯的，且吹得非常好，但是因为家里有钱，毕业之后在外就找不到工作，每天游手好闲，吃喝拉撒都跟父母的，这时父母也看不下去，骂他没用，花了那么多钱连工作都找不到。 这时小伙子就忍不住了，一定要找几个把乐器玩的非常好的朋友出来创业，这时就在商圈租了铺面，每个人都觉得这个培训班一定能成功，结果是做了几个月后就面临倒闭。

由于赚不到钱，天天吵架，你怪我，我怪你。。几个伙伴就分家，最 终宣布倒闭。。这也是合伙店的通病，前面没有好的权责分配，赚钱 自己有功，赔了就怪别人。 那么经过指点后，半年时间就把20几年的挑下马下，是如何做的呢？首先要经营好一个培训班，都需要好的老师做培训，才有竞争力，因为刚刚散伙，又没有经验，又没有好的老师。在我们看来，其实培训小孩不需要非常好的老师，只是需要基本懂专业，而且负责人的老师就可以了。 那么其他学校都是雇佣老师，因为是雇佣老师也谈不上太负责，都是极计课时发工资，都是上完课就走人了。但是在市场上有一群闲置的人群，本来就是学乐器的，但是由于专业知识不是那么顶尖，自己开班也没有经验。虽然学了很多知识，就是赚不到钱，那么这群人就是我们整合的对象，邀请他们共同创业，统一挂牌经营。 试想一下，他们自己单独出去做培训班，是不是没有任何优势，现在我们改变方式，邀请是十几个老师分别各自租各自的铺面，然后我们把他集中在一个地方去租这些铺面系统已挂牌，统一管理，统一招生，统一宣传，这样品牌影响力就很容易出来，就能够和老大抗衡。 但是如何把这些人聚集起来呢？让他们相信跟着你有未来和前景 呢？这时非常关键的一点，所以我们必须必须先挂牌，经营。 首先我们要去整合店铺，因为商圈里面有非常多的铺面是空着的。这些铺面就是一个非常好的契机，如何整合的呢？ 跟这些拥有铺面的老板谈：现在我把招牌做好挂在你的门头上，