7　核聚变课件配套优秀教案设计

核聚变

一、教学目标：

1．了解聚变反应的特点及其条件. 2．了解可控热核反应及其研究和发展. 3．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前景。

4.了解常用裂变反应堆的类型，知道核电站的工作模式

二、教学重点：

知道链式反应的发生条件.了解裂变反应堆的原理。

三、教学难点：

裂变反应堆的原理

四、情感态度与价值观：

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。

五、教学过程：

12引言：1

该核反应中释放的比结合能为1.10Mev.远远大于0n1H1H（几百万倍）化学反应中平均一个核子上释放的能量……然而不是所有的核反应都能放出核能……1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，反应不仅迅速强烈、释放出很高的能量，而且铀核分裂成为一些原子序数小得多的、更轻的物质成分……

一.核裂变：重核受到其他粒子（如中子）轰击时分裂成两块或两块以上中等质量的核的过程称为裂变. 1.裂变典型实例：

2359223592U+ n+ n1010→

14456Ba+ 89+ 30n36Kr+ 92361U→

14156BaKr13+ 0n

1

2.

链式反应：重核裂变时放出的中子引起其他重核的裂变，可以使裂变不断进

行下去，这就是链式反应

①临界体积：能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量

叫做临界质量

②链式反应条件：铀块的质量大于临界质量，或者铀块的体积大于临界体积

利用一个中子轰击一个轴核，使轴核发生裂变，在反应中还放出2个中子，中子对未反应的轴核再进行轰击，从而使核反应出现连锁反应，在短时间内出现积累效应。铀-235 的临界质量约为1 kg，质量超过1 kg 则发生爆炸

3.理解：①裂变的产物是不确定的而且存在三裂变或四裂变（钱三强）

②重核在吸收一个中子以后再分裂成两个或更多个质量较小的原子核，不是中子直接把重核撞开

3.

裂变中释放的结能:

例：已知下列核反应中各粒子质量如下,试计算反应中释放的结合能和

比结合能：

27mn1.67491027Kg mU390.3139

10kg 23592U+ n10→

14456Ba+ 89+ 30n36Kr1

Kr152.60471027kg 3mn5.02471027kg mmBa234.0016kg 1027解 m0.35781027kg J Emc20.35781027(3.0108)2= 201MeV

说明：

1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t优质煤完全燃烧时释放的能量 二.链式反应的应用：

1.核反应堆：用人工方法控制核裂变链式反应速度并获得核能的装置，叫做反应堆. 主要构造：核燃料棒（铀棒）、控制棒（镉棒）、减速剂（水）、防护层、冷却系统（水）. 工作原理：控制棒的作用：调节中子数目，以控制链式反应的速度。

2

常用的慢速剂：水（H2O)、重水（D2O）、石墨

（不吸收或很少吸收中子的物质）. 2.核电站：利用反应堆中的核燃料裂变放出的核能转变为电能的发电厂，叫做核电站. 3.原子弹：学生看书了解

板书设计：

一.核裂变：重核受到其他粒子（如中子）轰击时分裂成两块或两块以上中等质量的核的过程称为裂变

1.裂变典型实例：

3

2.链式反应：

3.理解：

二.链式反应的应用：

1.核反应堆：用人工方法控制核裂变链式反应速度并获得核能的装置，叫做反应堆. 2.核电站：

4.

原子弹：

练习：

1.写出下列核反应的类型：

14417＋123823447N＋2He→8O1H ________________，92U →90Th＋2He _________________， 2411H＋31H →2He＋0n ________________，

204Hg＋111800n→20278Pt＋21H＋0n ________________，

234

2340210Po →206490 Th →90Pa+1e ________________，8482Pb＋2He ________________。2.下列核反应方程中，符号“X”表示中子的是 ( ) A．

94144174Be +2He→126C+X B．7N+2He→8O+X C．2041202123923980Hg+0n→78Pt +21H+X D．92U→93Np+X 3.下列核反应方程中正确的是 ( ) A．23823429412192U →90Th+1H B．4Be +2He →6C +0n C．234 Th →

234Pa+03131090901e D．15P →14Si+1e 4.原子反应堆是实验可控核裂变链式反应的一种装置，它的组成主要有 ( ) A．原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统

B．原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统

C．原子燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统

D．原子燃料、中子、原子能存聚系统和输送系统

5.下列核反应中属于轻核聚变的是 ( )

4

4032342341A．21H＋1H →2He＋0n B．90Th →

90Pa+1e 42234121238C．9Be +He →C+n D．U →Th+421H 9069206.关于轻核聚变，下列说法正确的是 ( ) A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时释放出能量

B．同样质量的物体发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大很多

C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积

D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能

7.关于我国已建成生产的秦山和大亚湾核电站，下列说法正确的是 ( ) A．它们都是利用核聚变释放核能 B．它们都是利用核裂变释放核能

C．两者的核燃料都是纯铀235 D．前者是利用核聚变释放核能，后者是利用核裂变释放核能

8.一个质子和两个中子聚变成一个氚核，已知质子质量为1.0073u，中子质量为1.0087u，氚核质量为3.0180u，（1）写出核反应方程；（2）求该反应中释放的核能。

5