5.4 核裂變與核聚變 學(xué)案(有答案)
ID:72759 2021-12-12 1 3.00元 5頁 20.69 KB
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核裂變與核聚變【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1.知道核裂變的概念,知道重核裂變中能釋放出巨大的能量。2.知道什么是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。3.了解核聚變的特點(diǎn)及其條件。4.了解可控?zé)岷朔磻?yīng)及其研究和發(fā)展。二、過程與方法1.通過對(duì)核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)關(guān)系的理解,培養(yǎng)邏輯推理能力及應(yīng)用教學(xué)圖像處理物理問題的能力。2.通過自己閱讀課本,查閱資料,培養(yǎng)歸納與概括知識(shí)的能力和提出問題的能力。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1.激發(fā)熱愛科學(xué)、探求真理的激情,樹立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)基本的科學(xué)素養(yǎng),通過核能的利用,思考科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系。2.認(rèn)識(shí)到和平利用核能及開發(fā)新能源的重要性。3.確立世界是物質(zhì)的,物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)變化的,而變化過程必然遵循能量守恒的觀點(diǎn)?!緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】1.重核裂變的核反應(yīng)方程式的書寫。2.核聚變的特點(diǎn)和條件?!緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】核聚變的特點(diǎn)和條件?!緦W(xué)習(xí)過程】一、核裂變的發(fā)現(xiàn)1.核裂變:重核分裂成質(zhì)量______________的核,釋放出核能的反應(yīng),稱為裂變。2.鈾核的裂變用________轟擊鈾核時(shí),鈾核發(fā)生裂變,其產(chǎn)物是多種多樣的,其中一種典型的反應(yīng)是___________________________________________。3.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(1)由重核裂變產(chǎn)生的________使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程,叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 (2)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件①鈾塊的體積________或等于臨界體積或鈾塊的質(zhì)量________或等于臨界質(zhì)量。②有足夠數(shù)量的______中子。4.核襲擊的防護(hù)(1)核爆炸瞬時(shí)效應(yīng)防護(hù)①利用工事進(jìn)行掩蔽。②在開闊地面上的人員,發(fā)現(xiàn)核爆閃光時(shí),立即背向爆心臥倒,可減輕傷害。(2)放射性沾染防護(hù)①避開在沾染區(qū)或高照射量率的地區(qū)行動(dòng)。②及時(shí)穿戴個(gè)人防護(hù)器材,防止人體受沾染。③人員通過沾染區(qū)時(shí)盡量乘坐車輛,在沾染區(qū)作業(yè)時(shí)要盡量縮短時(shí)間。④進(jìn)入沾染區(qū)執(zhí)行任務(wù)的人員,可服用抗輻射藥,減少放射性物質(zhì)在人體內(nèi)的存留。二、反應(yīng)堆與核電站(1)核電站是利用核能發(fā)電,它的核心設(shè)施是____________,它主要由以下幾部分組成:①燃料:_______________;②慢化劑:鈾235容易捕獲慢中子發(fā)生反應(yīng),采用__________、重水或普通水作慢化劑;③控制棒:采用在反應(yīng)堆中插入鎘棒的方法,利用鎘____________的能力很強(qiáng)的特性,控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度。(2)工作原理核燃料______________釋放能量,使反應(yīng)區(qū)溫度升高。(3)能量輸出利用水或液態(tài)的金屬鈉等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外__________,把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去,用于發(fā)電,同時(shí)也使反應(yīng)堆冷卻。(4)核污染的處理在反應(yīng)堆的外面需要修建很厚的________,用來屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線。核廢料具有很強(qiáng)的________,需要裝入特制的容器,____________。三、核聚變1.兩個(gè)輕核結(jié)____________________________________,這樣的反應(yīng)叫做聚變。2.聚變方程:___________________________ 根據(jù)所給數(shù)據(jù),計(jì)算上面核反應(yīng)放出的能量:氘核的質(zhì)量:mD=2.014102u氚核的質(zhì)量:mT=3.016050u氦核的質(zhì)量:mα=4.002603u中子的質(zhì)量:mn=1.008665u歸納補(bǔ)充:(1)氫核聚變反應(yīng):__________________________(2)釋放能量:ΔE=Δmc2=_________MeV,平均每個(gè)核子釋放能量3MeV以上,約為裂變反應(yīng)釋放能量的3~4倍。3.聚變條件:參與反應(yīng)的原子核必須接近到原子核大小的尺寸范圍,即_______m。4.實(shí)現(xiàn)的方法:(1)_______________________________________________。(2)________________________________________________。5.聚變反應(yīng)的特點(diǎn):聚變反應(yīng)一旦發(fā)生,就不再需要外界給它能量,靠自身產(chǎn)生的熱就可以維持反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行下去。核聚變又叫______________________。6.實(shí)例:(1)____________________。(2)____________________。7.聚變與裂變相比的優(yōu)點(diǎn)(1)________________________________________________。(2)________________________________________________。(3)________________________________________________。8.實(shí)現(xiàn)核聚變的兩種控制方案:(1)__________________。(2)__________________。 【練習(xí)鞏固】1.關(guān)于重核的裂變,以下說法中正確的是()A.鈾235被中子轟擊后都會(huì)分裂成兩塊質(zhì)量差不多的碎塊,同時(shí)放出幾個(gè)中子B.鈾235被中子轟擊后二者都會(huì)發(fā)生分裂C.要使鈾塊發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),其體積必須足夠大D.鈾235分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的核,比結(jié)合能減小,放出核能答案:C2.現(xiàn)已建成的核電站發(fā)電的能量來自于()A.天然放射性元素衰變放出的能量B.人工放射性同位素放出的能量C.重核裂變放出的能量D.化學(xué)反應(yīng)放出的能量答案:C3.關(guān)于核聚變,以下說法正確的是()A.與裂變相比輕核聚變輻射極少,更為安全、清潔B.世界上已經(jīng)有利用核聚變能來發(fā)電的核電站C.要使輕核發(fā)生聚變,必須使它們的距離達(dá)到10-10m以內(nèi),核力才能起作用D.核聚變比核裂變更易控制答案:A4.關(guān)于輕核聚變釋放核能,下列說法正確的是()A.一次聚變反應(yīng)一定比一次裂變反應(yīng)釋放的能量多B.聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)每個(gè)核子釋放的平均能量一定大C.聚變反應(yīng)中粒子的比結(jié)合能變小D.聚變反應(yīng)中由于形成質(zhì)量較大的核,故反應(yīng)后質(zhì)量變大答案:B5.我國最新一代核聚變裝置“EAST”在安徽合肥首次放電,顯示了“EAST”裝置具有良好的整體性能,使等離子體約束時(shí)間達(dá)1000s,溫度超過1億攝氏度,這標(biāo)志著我國磁約束核聚變研究進(jìn)入國際先進(jìn)水平。合肥也成為世界上第一個(gè)建成此類全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置并能實(shí)際運(yùn)行的地方。核聚變的主要原料是氘,在海水中含量極其豐富。已知氘核的質(zhì)量為m1,中子的質(zhì)量為m2,23He的質(zhì)量為m3,質(zhì)子的質(zhì)量為m4,則下列說法中正確的是() A.兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)23He所產(chǎn)生的另一個(gè)粒子是質(zhì)子B.兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)23He所產(chǎn)生的另一個(gè)粒子是中子C.兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)23He所釋放的核能為(2m1-m3-m4)c2D.兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)23He所釋放的核能為(2m1-m3-m2)c2答案:BD6.在某些恒星內(nèi),3個(gè)α粒子結(jié)合成一個(gè)C,C原子的質(zhì)量是12.0000u,He原子的質(zhì)量是4.0026u,已知1u=1.66×10-27kg,1u相當(dāng)于931.5MeV,則()A.反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損是Δm=0.0078uB.反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損是Δm=1.2948×10-29kgC.反應(yīng)過程中放出的能量約為7.266MeVD.反應(yīng)過程中放出的能量約為1.16×10-19J答案:ABC
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