高中物理人教版 (新课标)选修36 核裂变教学课件ppt
展开人民教育出版社 高二 |选修3-5
在核物理学中,原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为核反应.
研究表明:原子核的质量虽然随着原子序数的增大而增大,但是二者之间并不成正比关系,其核子的平均质量与原子序数有如图的关系:
核子的平均质量与原子序数之间的关系
D + E F
A B + C
物理学中把重核分裂成质量较小的核,释放核能的反应叫做裂变.把轻核结合成质量较大的核,释放出核能的反映叫做聚变.
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235时,铀核发生了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的,一种典型的反应是裂变为钡和氪,同时放出三个中子,其核反应方程是:
裂变中释放出巨大的能量,在上述裂变中,裂变后的总质量小于裂变前的总质量,质量亏损:
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.
能够使铀块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。
当铀-235的体积超过其临界体积是,中子进入铀块,立即会引起链式反应,在短时间内释放出大量的核能,原子弹就是根据这个原理制成的。
用中子轰击铀核时,铀核发生了裂变,释放出的中子又引起了其他铀核的裂变,使裂变不断地进行下去,这就是链式反应。
如图所示,弹壳里装着分开放置的高浓度U235,每块的体积小于临界体积,因此不会爆炸,铀块外面包着一层能够反射中子的物质(如铍),叫做中子反射层,以减少跑出铀块的中子,当铀块后面的普通炸药爆炸时,火药燃烧后气体把分开的铀块压到一起,由于空气中有游离的中子,铀核自发裂变也能产生一些中子,这样,超过临界体积的铀块立即发生链式反应,产生猛烈爆炸。
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤.在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团,爆炸产生的气流、烟尘直冲云天,高达12英里多.广岛市区80%的建筑化为灰烬,64000人丧生,72000人受伤,伤亡总人数占全市总人口的53%.长崎市60%的建筑物被摧毁,伤亡86000人,占全市37% .
广岛红十字医院里,一个严重烧伤的学生仰面躺在一张草席上。他的五官几乎全被原子弹爆炸产生的热浪抹掉了。四天后他死了。
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
裂变反应堆是核电站的心脏,它是一种用人工控制链式反应的装置,可以使核能较平缓地释放出来。
基本结构:裂变材料(铀棒)、慢化剂(减速剂)、控制棒、反射层、热交换器、防护层等组成。
链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
核电站----秦山核电站
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