1、第6节核裂变1知道什么是核裂变。2知道链式反应及链式反应的条件。3会利用质量亏损计算核裂变产生的核能。4了解核反应的工作原理，知道如何控制核反应的速度。5了解如何防止核污染。一、重核的裂变1核裂变：重核分裂成两个质量差不多的较轻原子核，并放出核能的过程。2铀核裂变：用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是UnBaKr3n。3链式反应：这种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。4链式反应的条件：发生裂变物质的体积大于或等于临界体积或裂变物质的质量大于或等于临界质量。二、核电站1核电站：利用核能发电，它的核心设施是核反应堆，它
2、主要由以下几部分组成：(1)燃料：铀棒；(2)慢化剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，采用石墨、重水和普通水(也叫轻水)作慢化剂；(3)控制棒：利用镉吸收中子能力很强的特性，在反应堆中采用插入镉棒的方法控制链式反应的速度；(4)热交换器：利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆中的热量传输出去。2核辐射的屏蔽：在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层；核废料需装入特制的容器，深埋地下。判一判(1)只要铀块体积大于临界体积就可以发生链式反应。()(2)核电站应用的是重核裂变获得能量。()(3)铀核裂变的产物是唯一的。()(4)在利用重核裂变制成的原子弹中，也需要用镉制成的控制棒。()提
3、示：(1)(2)(3)(4)想一想(1)铀核裂变是天然放射现象吗？提示：天然放射现象是指元素自发地放出射线的现象，而裂变是重核在其他粒子轰击下发生的核反应。(2)中子的速度越快越容易发生铀核裂变吗？提示：不是。中子速度不能太快，否则就会与铀核“擦肩而过”，铀核不能俘获中子，也就不能发生裂变了。(3)控制棒如何起到控制核反应速度的作用？提示：控制棒一般由镉制成，镉吸收中子能力很强，当反应过于激烈时，将镉棒插入深一些，让它多吸收一些中子，从而达到减慢核反应速度的目的。相反，如果核反应速度过慢，将镉棒抽出一些。课堂任务重核的裂变1铀核的裂变和裂变方程(1)原子核受激发：当中子进入铀235原子核后，便
4、形成了处于激发状态的复核，复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规则的形状。(2)原子核分裂：核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块，同时放出2或3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核能。(3)常见的裂变方程UnXeSr10nUnBaKr3n2链式反应的条件(1)铀块的体积大于或等于临界体积。(2)铀块的质量大于或等于临界质量。以上两个条件满足一个即可。例1(多选)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23个中子C为了使裂变的链式反应容
5、易进行，最好提纯铀235D铀块的体积对产生链式反应无影响(1)链式反应的条件是什么？提示：裂变物质的体积大于或等于临界体积，或质量大于或等于临界质量。(2)裂变遵循的规律是什么？提示：遵循质量数守恒，电荷数守恒。规范解答铀核受到中子的轰击，会引起裂变，裂变的产物是多种多样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，并放出几个中子，A错误，B正确；较纯铀235受中子的轰击时，裂变的概率大，C正确；而要引起链式反应，必须使铀块体积达到或超过临界体积，D错误。完美答案BC解决裂变问题应注意的几点(1)重核发生裂变的条件：要俘获慢中子；铀块的体积要大于或等于临界体积。(2)重核裂变放
6、能的原因是：重核核子的比结合能小于中等核核子的比结合能。(3)裂变遵循质量数守恒、电荷数守恒的规律。一个U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程式为UnXSr2n，则下列叙述正确的是()AX原子核中含有86个中子BX原子核中含有141个核子C因为裂变时释放能量，根据Emc2，所以裂变后的总质量数增加D因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少答案A解析X原子核中的核子数为(2351)(942)140个，B错误；中子数为140(9238)86个，A正确；裂变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不变的，C、D错误。课堂任务核电站1核心：核电站的核心是核反应堆，
7、其简化示意图如下：各部分的作用如下：(1)铀棒：由天然铀或浓缩铀(铀235的含量占2%4%)制成，它是核反应堆的燃料。(2)石墨(或重水)：石墨(或重水)作为减速剂，附着在铀棒周围，使反应生成的快速中子变为慢中子，便于铀235吸收，发生裂变。(3)镉棒：主要作用是吸收中子，控制反应速度，所以叫做控制棒。(4)混凝土防护层：屏蔽射线防止放射性污染。2核电站发电的优点(1)消耗的核燃料少：一座百万千瓦级的核电站，一年只消耗浓缩铀30 吨左右，而同样功率的火电站每年要消耗煤250万吨。(2)污染小：核电对环境的污染比火电小。例2秦山核电站第三期工程的两个6105 kW发电机组已实现并网发电。发电站的
8、核能来源于U的裂变，下列说法正确的是()A反应堆中核反应速度通常是采用调节U的体积来控制的B.U的一种可能的裂变是UnXeSr2nC.U是天然放射性元素，升高温度后它的半衰期会缩短D虽然核电站能提供很大的能量，但它对环境的污染比火电站严重(1)反应堆中核反应速度是如何控制的？提示：由控制棒吸收中子的多少进行控制。(2)核电站发电的优点是什么？提示：消耗的核燃料少。核燃料在地球上可采，储量大。对环境污染比火力发电站小。规范解答反应堆中核反应速度由控制棒(镉棒)吸收中子的多少来控制，A错误；U裂变有多种可能性，这是其中常见的一种，B正确；放射性元素的半衰期由原子核本身决定，与温度压强等外界条件无关
9、，C错误；核电站的核能是清洁能源，污染少，D错误。完美答案B关于核电站需要记住的几个要点(1)核反应堆的工作原理和组成。(2)核能的来源。(3)核电站的优缺点。核反应堆是实现可控制的重核裂变的一种装置，它主要由四部分组成()A核燃料、减速剂、碰撞系统、传热系统B核燃料、减速剂、发热系统、传热系统C核燃料、减速剂、冷却系统、控制调节系统D核燃料、中子源、原子能储存系统、输送系统答案C解析核反应堆里用的核燃料是浓缩铀(铀235占2%4%)制成的铀棒；铀235易俘获慢中子，不易俘获快中子，必须使用减速剂(如石墨、重水、普通水)，让快中子跟减速剂的原子核碰撞后能量减少，变成慢中子；控制调节系统是用于调节中子的数目以控制反应速度，它是由镉做成的放置在铀棒之间的一些控制棒及计算机调节系统组成；冷却系统靠水或液态金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时使反应堆冷却，保证安全，所以C正确，A、B、D错误。
