3-5--3-6-核裂变-核聚变(教科版选修3-5)

教科版选修3-5第三章《原子核》3-5核裂变3-6核聚变从左边来看，两个轻结合成一个重核要放出能量从右边来看，一个重核分裂为中等质量的核也要放出能量一、核裂变1938年底，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯发现，用中子轰击铀235时，铀核发生了裂变。1、重核分裂成中等质量的原子核的核反应叫裂变。铀核分裂的产物是多种多样的，但最典型的一种是分裂为氪和钡，请完成以下核反应方程：)(8936144561023592KrBanUn1032、核裂变时释放出的能量反应亏损的质量kgmmmmmmnKrBanU27103578.0)3()(释放的核能MeVCmE2012201MeV是多大的能量？1kg铀完全裂变释放出的能量相当于2800t标准煤完全燃烧释放的能量。3、链式反应1个中子轰击铀核，除了产生新核钡和氪以外，还产生了3个中子，这3个中子还会轰击到其他铀核，产生更多的中子和更多的核能，使裂变不断地进行下去，形成的核反应叫链式反应。发生链式反应的条件：铀块的质量大于临界质量；铀块的体积大于临界体积。所以发生链式反应的不是原始的铀，而是浓缩铀。4、链式反应的应用——原子弹曼哈顿计划:美国陆军部于1942年6月开始实施的利用核裂变反应来研制原子弹的计划，亦称曼哈顿计划。为了先于纳粹德国制造出原子弹，该工程集中了当时西方国家(除纳粹德国外)最优秀的核科学家，动员了10万多人参加这一工程，历时3年，耗资20亿美元，于1945年7月16日成功地进行了世界上第一次核爆炸，并按计划制造出两颗实用的原子弹。1964年我国第一颗原子弹爆炸成功4、链式反应的应用——核电站——可控链式反应核心设施：核反应堆、浓缩铀制成的铀棒减速剂：石墨、重水或普通水用于减小中子的速度控制棒：镉棒用于吸收中子，控制反应的快慢核电的优点：能效高、原材料成本低。核电的缺点：一旦发生核泄漏，对环境威胁极大、放射性废料处理比较困难。核电站建立在海边1、从海水中提取重水做减速剂2、需要大量的水来冷却二、核聚变1、把较的轻原子核聚合成较重原子核的反应叫聚变反应，简称核聚变。比如氘核和氚核可结合成一个氦核，并产生一个中子nHeHH104231212、核聚变的原材料氘在地球上储量丰富，每升海水含0.03g氘；氚在自然界中不存在，但用中子轰击锂可发生氚，而海水中含有丰富的锂。3、核聚变的优势（1）核聚变平均每个核子释放的能量比核裂变大三倍多，所以能效更高。（2）核聚变反应没有放射性废料产生，对环境的污染几乎为零。（3）从海水中提取原料，可以说取之不尽，用之不竭。两个轻核距离在10-15m以内才能靠强大的核力结合在一起，那么在此之前，需要克服两个正电荷之间的库仑斥力做功，所以氢核需要足够的动能。如何获得这一动能呢？4、核聚变的条件核聚变的优势如此明显，那么为什么不大力发展核聚变，为人类提供更多的能量，还能缓解环境压力呢？——高温，需要数百万摄氏度的高温，所以核聚变反应又叫热核反应。目前，热核反应主要应用到武器上，也就是氢弹。它以原子弹爆炸产生的高温来激发核聚变。那么，人类能否和平利用核聚变呢？也就是说发展可控核聚变。目前，人类的一切实体容器都不能承受核聚变发生的高温高压。20世纪50年代，前苏联科学家塔姆和萨哈罗夫提出了磁约束容器的设想，把它叫做托卡马克（tokamak）装置.近年来，受控热核反应的研究的重大突破是将超导技术应用到托卡马克强磁场的线圈上，建成了超导托卡马克。这可能是解决未来聚变反应堆问题的有效途径.人类实现受控热核聚变的日子已向我们走来。恒星演化中的核反应——自学粒子物理学简介——自学结语：到今为至，人类唯一一次使用原子弹就是1945年美国在日本广岛、长崎投下的两颗。据公开数据显示，全球核弹头总数量为15000多枚，美国和俄罗斯之和占全球总数的93%，一切爱好和平、向往人权的人们都应该为全球核弹数量减少到零而努力。人类对核能的使用应该是和平的、环保的、适度的。