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重核的裂变陈武杰教学目标1知道重核的裂变反应2

发布日期:2019-09-15 00:31   来源:未知   阅读:

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  第六节 重核的裂变 (陈武杰) 一、教学目标 1、知道重核的裂变反应; 2、知道链式反应发生的条件; 3、了解裂变反应堆得工作原理,了解常用裂变反应堆的类型; 4、知道核电站的工作模式; 二、教学过程 主线:沿重核裂变 链式反应 核反应堆(可控链式反应) 核电站展开 1、核裂变 重核裂变 (1) 、产生机制(课本图) :中子打进铀 235 后,形成一个新的处于不稳定状态的核,由 于其中核子的剧烈运动,核子间的距离增大,核力迅速减小,不足以克服质子之间 的库仑力,核就分裂成两部分。 1 89 1 (2) 、常见裂变方程式: 235 ??144 92 U ? 0 n ? 56 Ba? 36 Kr ?30 n 235 92 1 90 1 U ?0 n? ??134 54 Xe? 38 Sr ? 100 n 1 93 1 U ?0 n? ??131 53 I ? 39Y ? 120 n 235 92 遵循质量数守恒和电荷数守恒 (3) 、特点:a、裂变过程中能释放出巨大的能量,如果 1Kg 铀全部裂变,它释放的能量 相当于 2800t 优质煤完全燃烧时释放的化学能; b、裂变的同时能放出 2—3 个(或更多个)中子; c、裂变的产物不是唯一的; 链式反应 (1) 、定义:由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程,叫做核裂变 的链式反应。 (2) 、发生条件:临界体积(临界质量) 铀-235 原子分裂时会(根据分裂方式的不同)释放出两个或三个中子。九龙玄机图,如果附近 没有铀-235 原子,那么这些中子将会以中子射线 原子是一块铀 的一部分——那么附近就有其他铀原子——于是将会发生下面三种情况: · 如果,平均起来,击中另一个铀-235 原子的自由中子少于一个,那么这块质量就是 亚临界的。最终,物质的诱发裂变会终止。 · 如果,平均起来,每次裂变正好有一个自由中子击中另一个铀-235 原子核并使它发 生裂变,那么这块铀的质量就被认为是临界的。其质量将维持一个稳定的温度。核反应堆 必须被维持在临界状态。 (应用于核电站、核潜艇等提供核动力源) · 如果,平均起来,有超过一个自由中子击中了另一个铀-235 原子,那么这块铀的 质量就是超临界的。铀会热起来。(应用于核弹) 燃料中铀-235 的含量 (浓缩水平) 和燃料块的形状决定了铀的临界状况。 可以想象, 如果燃料是细薄的片状,那么多数自由中子将会飞出去而不是撞击其他的铀-235 原子。 球形是最佳的形状。 以球形聚集在一起以实现临界反应的铀-235 的量大约为 0.9 公斤。 这 个量因此被称为临界质量。钚-239 的临界质量大约是 283 克。 2、核电站 (1) 、核反应堆的结构(是可控的链式反应装置,它能使核能平稳释放) a、核燃料,由天然铀或浓缩铀(能吸收慢中子的铀 235 占 3%—4%)制成的铀棒。 b、慢化剂(减速剂) ,常用的慢化剂有石墨、重水和普通水(轻水) 。重核裂变产生快中 子,与慢化剂的原子核碰撞后,能量减少,变为慢中子,便于铀 235 捕获。 c、控制棒,镉棒吸收中子的能力很强,镉棒插入越深,吸收的中子越多,链式反应的速 度减慢,反之亦然。 d、冷却剂,水或液态钠把反应堆内释放的热量传输出去用于发电,同时使反应堆冷却, 保证安全。 e、 防护装置, 三层保护装置用来防止裂变产生的副产品泄露出去及屏蔽裂变产物放出的 各种射线) 、核反应堆和平利用 a、作为核动力,如核电站、核潜艇的动力源; b、用来生产各种放射性同位素,提供中子源和生产裂变材料等。 (3) 、核利用带来的灾难 a、黄大仙高手论,1945 年 8 月初,美国先后向日本广岛、长崎各投放了一颗; b、1986 年 4 月 26 日凌晨,前苏联切尔诺贝利核电站事故,8 吨多辐射物质混合着炙 热的石墨残片和核燃 料 碎片喷涌而出 , 释放 出的 辐射量相当于日本广 岛 爆炸量的 200 多倍,波及整个欧洲。 c 、 2011 年 3 月由大地震、海啸引发福岛核电站发生一系列核事故。 三、总结、课后练习