4.2核裂变.pdf

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1、 1 平和正兴学校高中部 20102011学年下学期 高二年级 物理备课组教案 主备人：叶国财 教师 授课时间 2011 年 5 月 日 课时 课题 4.2核裂变 课型 新授课 教 学目的（1）知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量；（2）知道什么是链式反应；（3）会计算重核裂变过程中释放出的能量；（4）知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。重点 链式反应及其释放核能的计算；重核裂变的核反应方程式的书写。难点 通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。步骤 教学内容 二次备课（手写）

2、周复习上节内容3 分钟 1、核力特点：第一、核力是强相互作用(强力)的一种表现。第二、核力是短程力，作用范围在 1.510-15 m 之内。第三、核力存在于核子之间，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用 2、爱因斯坦质能方程：Emc2 新课导入 2 分钟 大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于 1945年 8 月 6 日、9 日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟。大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学

3、习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。课 堂预 习检查 8 分钟 三维设计P44 自主学习室 课 程讲授 15 分钟 1、核裂变（fission）提问：核裂变的特点是什么？（重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变）2 总结：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。提问：是不是所有的核裂变都能放出核能？（只有核子平均质量减小的核反应才能放出核能）总结：不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。只有重核裂变和轻核聚变能放出大量的能量。2、铀核的裂变（1）铀核的裂变的一种典型反应。提

4、问：铀核的裂变的产物是多样的，最典型的一种核反应方程式是什么样的？2351141921920563603UnBaKrn（2）链式反应：提问：链式反应chain reaction是怎样进行的？（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）（3）临界体积（临界质量）：提问：什么是临界体积（临界质量）？（通常把裂变物质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）（4）裂变反应中的能量的计算。裂变前的质量：27103139.390Umkg，27106749.1nm kg 裂变后的质量：27100016.234Bamkg，27106047.1

5、52Krmkg，27100247.53nmkg，3 学生计算：质量亏损：27103578.0mkg，28272)100.3(103578.0mcEJ=201MeV 总结：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。裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积。铀核裂变的产物不同，释放的能量也不同。3、核电站 提问：核核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用？学生回答：铀棒由浓缩铀制成，作为核燃料。学生回答：控制棒由镉做成，用来控制反应速度。学生回答：减速剂由石墨、重水或普通水（有时叫轻水）做成，用来跟快中子碰撞，使快中子能量减少，变成慢中子，以便让 U23

6、5俘获。学生回答：冷却剂由水或液态的金属钠等流体做成，在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出，确保反应堆的安全。学生回答：水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，防止核辐射。提问：核能发电的优点、缺点？优点：污染小；可采储量大；比较经济。缺点：一旦核泄漏会造成严重的核污染；核废料处理困难。点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。补充：了解常用裂变反应堆的类型：秦山二期、大亚湾二期是压水堆，秦 4 山三期是沸水堆。课 堂练习 12 分钟 例题 1、下列核反应中，表示核裂变的是（）A、238234492902UThHe B、14140671CNe C、235114192192056360

7、3UnBaKrn D、941214260BeHeCn 分析：核反应中有四种不同类型的核反应，它们分别是衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变。其中衰变中有衰变、衰变等。238234492902UThHe是衰 变，14140671CNe是衰 变，941214260BeHeCn是人工转变，只的 C 选项是重核裂变。解：表示核裂变的是 C 2351141921920563603UnBaKrn 例题 2、秦山核电站第一期工程装机容量为 30 万 kW，如果 1g 铀 235完全裂变时产生的能量为 8.21010 J，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，每年要消耗多少铀 235?（一年按 365天计算）学生回答：解：核电站每天的发电量为W=Pt=3108243600 J=2.5921013 J，每年的发电量W总=365W=9.461015 J 而 1 g 铀完全裂变时产生的能量为：8.21010 J 所以，每年消耗的铀的量为：5 小 结（含讨论）3 分钟 1、铀核的裂变：2351141921920563603UnBaKrn 2、计算裂变过程中释放的能量 作 业布 置及 疑难 解答 2 分钟 课本p65 2、3、4 备 课组 成员 签名 教 学 反 思