高中物理 第四章 第五节 第六节《核能利用》课件 粤教选修3-5

欢迎进入物理课堂 第五节裂变和聚变 第六节核能利用 知识点1核裂变 1 铀核裂变的发现 1939年12月 德国物理学家哈恩和他的助手发现中子轰击铀核时 发现了铀核的裂变 向核能的利用迈进了一步 2 裂变的多样性 如钡 氪 锑 铌 锶等 核力迅速减弱 核子间距离增大 知识点2链式反应 1 链式反应 一般来说 铀核裂变时总要释放2 3个中子 这些中子又引起其他的铀核裂变 这样 裂变便一直进行下去 直到所有的铀核全部裂变为止 这样的反应叫做链式反应 2 发生链式反应的条件 1 要有足够浓度的铀235 2 要有足够数量的慢中子 3 铀块的体积要大于临界体积 3 临界体积 要发生核反应 就必须使中子击中铀核 而核的体积很小 那么在铀块不太大的情况下 中子通过铀块时 没有碰到铀核而跑到铀块外面 于是中子数量越来越少 不能使链式反应继续下去 因此 要发生链式反应 铀块体积必须大于某一值 能发生链式反应的铀块的 叫做它的临界体积 知识点3核电站 核电站利用核能发电 它的核心设施是核反应堆 核反应 堆的类型多种多样 最小体积 1 核反应堆的主要部分及作用 1 核燃料 反应堆使用浓缩铀制成铀棒 作为核燃料 释 放核能 2 中子减速剂 铀235具有易俘获慢中子 不易俘获快中子的特点 而核反应中释放的中子多数为快中子 应使用减速剂使他们的速度降下来 常用作减速剂的物质有石墨 重水或普通水 3 控制棒 为了控制能量释放的速度 就要想办法减少中子数目 采用在反应堆中插入镉棒的方法 利用镉吸收中子能力很强的特性 就可以控制链式反应的速度 4 保护法 反应堆外层是很厚的水泥墙 可防止射线辐射 出去 5 热交换器 靠水和液态金属钠在反应堆内外的循环流 动 把产生的热量传输出去 2 核电站的优点 消耗 燃料 少 核燃料在地球上可采 储量大 对环境污染比发电站要小 知识点4核聚变与受控热核反应1 核聚变是轻核结合成质量较大的核 释放出核能的反应 当物质达到几百万摄氏度以上的高温时 可发生聚变 聚变反应又叫热核反应 解析 核力发生作用的范围是10 例题 双选 关于聚变反应下列说法正确的是 A 要使核发生聚变 必须使他们接近到10 10m 也就 是近到核力能够发生作用的范围 BD B 要使聚变反应发生 通常要进行加热 使物质达到几百万摄氏度的高温C 任何原子核都可能发生聚变反应 15 m 要使核发生聚变 必须使核间距离接近这个值 为克服强大的排斥力 要使核具有很大的动能 采取给物质加热 使其达到几百万摄氏度 AB 1 双选 下列说法正确的是 解析 各种核反应的特征不同 题型1 铀核的裂变 例题 双选 关于铀核裂变 下列说法正确的是 A 铀核裂变的产物是多种多样的 但只能裂变成两种不同的核B 铀核裂变时 还能同时释放2 3个中子C 为了使裂变的链式反应容易进行 最好用纯铀235D 铀块体积对产生链式反应无影响 解析 当中子进入铀235后 便形成了处于激发态的复核 复核中由于核子激烈运动 使核变成不规则形状 核子间距离增大 因而核力迅速减弱 使得核由于质子间的斥力作用而不能恢复原状 这样就会裂成几块 同时放出2 3个中子 这些中子又引起其他的铀核裂变 这样 裂变便一直进行下去 直到所有的铀核全部裂变为止 即链式反应 发生链式反应的条件 要有足够浓度的铀235 要有足够数量的慢中子 铀块的体积要大于临界体积 答案 BC 规律总结 铀核裂变时产生中子又会轰击其他铀核而形成链式反应 中子数越多 释放能量越大 控制中子数量是控制反应速度的关键 同时反应的发生是有条件的 1 双选 当一个重核裂变时 它能产生的两个核 A 一定是稳定的 BD B 含有的中子数较裂变前重核的中子数少C 裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量D 可以是多种形式的两个核的组合解析 裂变过程释放产生中子同时释放能量 题型2 核电站 例题 在核反应中 控制铀235核裂变反应速度的方法 是 C A 使用浓缩铀B 改变铀块的临界体积C 通过自动控制装置改变镉棒插入的深度D 利用石墨与中子的碰撞 来改变中子的速度解析 控制核反应堆中核反应速度是靠调节中子数来实现的 2 如何防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和 对环境的污染 答案 为了防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和对环境的污染 要在反应堆外面修建很厚的水泥防护层 用来屏蔽射线 不让它们透射出来 对放射性的废料 也要装入特制的容器 埋入深地层进行处理 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全