高中物理 第四章 第五節(jié) 第六節(jié)《核能利用》課件 粵教選修3-5

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第五節(jié)裂變和聚變 第六節(jié)核能利用 知識(shí)點(diǎn)1核裂變 1 鈾核裂變的發(fā)現(xiàn) 1939年12月 德國(guó)物理學(xué)家哈恩和他的助手發(fā)現(xiàn)中子轟擊鈾核時(shí) 發(fā)現(xiàn)了鈾核的裂變 向核能的利用邁進(jìn)了一步 2 裂變的多樣性 如鋇 氪 銻 鈮 鍶等 核力迅速減弱 核子間距離增大 知識(shí)點(diǎn)2鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 1 鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 一般來(lái)說(shuō) 鈾核裂變時(shí)總要釋放2 3個(gè)中子 這些中子又引起其他的鈾核裂變 這樣 裂變便一直進(jìn)行下去 直到所有的鈾核全部裂變?yōu)橹?這樣的反應(yīng)叫做鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 2 發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件 1 要有足夠濃度的鈾235 2 要有足夠數(shù)量的慢中子 3 鈾塊的體積要大于臨界體積 3 臨界體積 要發(fā)生核反應(yīng) 就必須使中子擊中鈾核 而核的體積很小 那么在鈾塊不太大的情況下 中子通過(guò)鈾塊時(shí) 沒(méi)有碰到鈾核而跑到鈾塊外面 于是中子數(shù)量越來(lái)越少 不能使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)繼續(xù)下去 因此 要發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 鈾塊體積必須大于某一值 能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾塊的 叫做它的臨界體積 知識(shí)點(diǎn)3核電站 核電站利用核能發(fā)電 它的核心設(shè)施是核反應(yīng)堆 核反應(yīng) 堆的類(lèi)型多種多樣 最小體積 1 核反應(yīng)堆的主要部分及作用 1 核燃料 反應(yīng)堆使用濃縮鈾制成鈾棒 作為核燃料 釋 放核能 2 中子減速劑 鈾235具有易俘獲慢中子 不易俘獲快中子的特點(diǎn) 而核反應(yīng)中釋放的中子多數(shù)為快中子 應(yīng)使用減速劑使他們的速度降下來(lái) 常用作減速劑的物質(zhì)有石墨 重水或普通水 3 控制棒 為了控制能量釋放的速度 就要想辦法減少中子數(shù)目 采用在反應(yīng)堆中插入鎘棒的方法 利用鎘吸收中子能力很強(qiáng)的特性 就可以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度 4 保護(hù)法 反應(yīng)堆外層是很厚的水泥墻 可防止射線(xiàn)輻射 出去 5 熱交換器 靠水和液態(tài)金屬鈉在反應(yīng)堆內(nèi)外的循環(huán)流 動(dòng) 把產(chǎn)生的熱量傳輸出去 2 核電站的優(yōu)點(diǎn) 消耗 燃料 少 核燃料在地球上可采 儲(chǔ)量大 對(duì)環(huán)境污染比發(fā)電站要小 知識(shí)點(diǎn)4核聚變與受控?zé)岷朔磻?yīng)1 核聚變是輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核 釋放出核能的反應(yīng) 當(dāng)物質(zhì)達(dá)到幾百萬(wàn)攝氏度以上的高溫時(shí) 可發(fā)生聚變 聚變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng) 解析 核力發(fā)生作用的范圍是10 例題 雙選 關(guān)于聚變反應(yīng)下列說(shuō)法正確的是 A 要使核發(fā)生聚變 必須使他們接近到10 10m 也就 是近到核力能夠發(fā)生作用的范圍 BD B 要使聚變反應(yīng)發(fā)生 通常要進(jìn)行加熱 使物質(zhì)達(dá)到幾百萬(wàn)攝氏度的高溫C 任何原子核都可能發(fā)生聚變反應(yīng) 15 m 要使核發(fā)生聚變 必須使核間距離接近這個(gè)值 為克服強(qiáng)大的排斥力 要使核具有很大的動(dòng)能 采取給物質(zhì)加熱 使其達(dá)到幾百萬(wàn)攝氏度 AB 1 雙選 下列說(shuō)法正確的是 解析 各種核反應(yīng)的特征不同 題型1 鈾核的裂變 例題 雙選 關(guān)于鈾核裂變 下列說(shuō)法正確的是 A 鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的 但只能裂變成兩種不同的核B 鈾核裂變時(shí) 還能同時(shí)釋放2 3個(gè)中子C 為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易進(jìn)行 最好用純鈾235D 鈾塊體積對(duì)產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)無(wú)影響 解析 當(dāng)中子進(jìn)入鈾235后 便形成了處于激發(fā)態(tài)的復(fù)核 復(fù)核中由于核子激烈運(yùn)動(dòng) 使核變成不規(guī)則形狀 核子間距離增大 因而核力迅速減弱 使得核由于質(zhì)子間的斥力作用而不能恢復(fù)原狀 這樣就會(huì)裂成幾塊 同時(shí)放出2 3個(gè)中子 這些中子又引起其他的鈾核裂變 這樣 裂變便一直進(jìn)行下去 直到所有的鈾核全部裂變?yōu)橹?即鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件 要有足夠濃度的鈾235 要有足夠數(shù)量的慢中子 鈾塊的體積要大于臨界體積 答案 BC 規(guī)律總結(jié) 鈾核裂變時(shí)產(chǎn)生中子又會(huì)轟擊其他鈾核而形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 中子數(shù)越多 釋放能量越大 控制中子數(shù)量是控制反應(yīng)速度的關(guān)鍵 同時(shí)反應(yīng)的發(fā)生是有條件的 1 雙選 當(dāng)一個(gè)重核裂變時(shí) 它能產(chǎn)生的兩個(gè)核 A 一定是穩(wěn)定的 BD B 含有的中子數(shù)較裂變前重核的中子數(shù)少C 裂變時(shí)釋放的能量等于俘獲中子時(shí)得到的能量D 可以是多種形式的兩個(gè)核的組合解析 裂變過(guò)程釋放產(chǎn)生中子同時(shí)釋放能量 題型2 核電站 例題 在核反應(yīng)中 控制鈾235核裂變反應(yīng)速度的方法 是 C A 使用濃縮鈾B 改變鈾塊的臨界體積C 通過(guò)自動(dòng)控制裝置改變鎘棒插入的深度D 利用石墨與中子的碰撞 來(lái)改變中子的速度解析 控制核反應(yīng)堆中核反應(yīng)速度是靠調(diào)節(jié)中子數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 2 如何防止鈾核裂變產(chǎn)物放出的各種射線(xiàn)對(duì)人體的危害和 對(duì)環(huán)境的污染 答案 為了防止鈾核裂變產(chǎn)物放出的各種射線(xiàn)對(duì)人體的危害和對(duì)環(huán)境的污染 要在反應(yīng)堆外面修建很厚的水泥防護(hù)層 用來(lái)屏蔽射線(xiàn) 不讓它們透射出來(lái) 對(duì)放射性的廢料 也要裝入特制的容器 埋入深地層進(jìn)行處理 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全