與核力結(jié)合能與核裂變解析

1、與核力結(jié)合能與核裂變解析學(xué)習(xí)目的1、知道核力的概念、特點及自然界存在的四種根本互相作用；2、理解結(jié)合能的概念，知道核反響中的質(zhì)量虧損；3、知道愛因斯坦的質(zhì)能方程，理解質(zhì)量與能量的關(guān)系 4、知道重核裂變中能釋放出宏大的能量，知道什么是鏈?zhǔn)椒错憽?、會計算重核裂變過程中釋放出的能量。并會書寫核裂變方程。6、知道什么是核反響堆。理解常用裂變反響堆的類型，理解核電站及核能發(fā)電的優(yōu)缺點。 帶著問題先學(xué)1、理解四種根本互相作用力，核力有什么特點？屬于哪一種力？2、什么是結(jié)合能？質(zhì)量虧損表如今什么情況？與能量有何關(guān)系？3、如何理解質(zhì)量虧損？4、討論一下核裂變的特點是什么？5、是不是所有的核裂變都能放出核能？

2、鈾的核裂變是怎樣進展的？什么是臨界體積？6、理解核反響堆的各局部構(gòu)造及其作用，并考慮核能發(fā)電的優(yōu)缺點。 第一、核反響過程中: 核子結(jié)合成原子核時,新核質(zhì)量小于核子的質(zhì)量(質(zhì)量虧損),同時以光子形式釋放核能; 原子核分解為核子時,需要吸收一定能量,核子的總質(zhì)量大于原來原子核的質(zhì)量。第二、核反響過程中,質(zhì)量虧損時,核子個數(shù)不虧損(即質(zhì)量數(shù)守恒),可理解為組成原子核后,核內(nèi)每個核子仿佛“瘦了一些。第三、質(zhì)量虧損并非質(zhì)量消失,而是減少的質(zhì)量m以能量形式輻射(動質(zhì)量),因此質(zhì)量守恒定律不被破壞。一、有關(guān)問題的理解和本卷須知第四、公式E=mc2 的單位問題常用單位: m用“u(原子質(zhì)量單位) 1u=1.6

3、6056610-27kg E用“uc2 1uc2=931MeV (表示1u 的質(zhì)量變化相當(dāng)于931MeV的能量改變)P82問題與練習(xí) 3. 當(dāng)然，2.19MeV的能量的絕對數(shù)量并不算大，但這只是組成1個氘核所放出的能量。假設(shè)組成的是6.021023個氘核時，放出的能量就非?？捎^了。與之相對照的是，使1摩的碳完全燃燒放出的能量為393.5103J。折合為每個碳原子在完全燃燒時放出的能量只不過4eV。假設(shè)跟上述核反響中每個原子可能放出的能量相比，兩者相差數(shù)十萬倍。第五、核反響中釋放或吸收的能量比化學(xué)反響中釋放或吸收的能量大好幾個數(shù)量級。 二、質(zhì)量虧損的理解1、質(zhì)量虧損并不是這局部質(zhì)量消失或者質(zhì)量轉(zhuǎn)

4、變?yōu)槟芰俊?、物體的質(zhì)量應(yīng)包括靜止質(zhì)量與運動質(zhì)量，質(zhì)量虧損是靜止質(zhì)量的減少，減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)換為和輻射能量相聯(lián)絡(luò)的運動質(zhì)量。3、輻射光子的動質(zhì)量剛好等于虧損的質(zhì)量，所以嚴(yán)格講：核反響前后仍然遵循質(zhì)量守恒和能量守恒。不是所有的核裂變都放出核能：不是所有的核反響都能放出核能，有的核反響，反響后生成物的質(zhì)量比反響前的質(zhì)量大，這樣的核反響不放出能量，反而在反響過程中要吸收大量的能量。只有重核裂變和輕核聚變能放出大量的能量。 物理學(xué)中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反響叫做裂變。把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反響叫做聚變。一、裂變聚變裂變 1939年12月，德國物理學(xué)家哈恩和他的助手斯特拉斯

5、曼發(fā)現(xiàn)，用中子轟擊鈾核時，鈾核發(fā)生了裂變。鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，一種典型的反映是裂變?yōu)殇^和氪，同時放出三個中子，其核反響方程是：鈾核的裂變+裂變中釋放出宏大的能量，在上述裂變中，裂變后的總質(zhì)量小于裂變前的總質(zhì)量，質(zhì)量虧損：釋放出的能量為1kg鈾全部裂變，它放出的能量超過2000t優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時釋放的能量。由裂變重核裂變產(chǎn)生的中子使反響一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒错戞準(zhǔn)椒错懯沽炎兾镔Y可以發(fā)生鏈?zhǔn)椒错懙淖钚◇w積叫做它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量。原子彈 “小玩意兒钚裝藥重6.1千克，TNT當(dāng)量2.2萬噸，試驗中產(chǎn)生了上千萬度的高溫和數(shù)百億個大氣壓，致使一座30米高的鐵

6、塔被熔化為氣體，并在地面上形成一個宏大的彈坑 在半徑為400米的范圍內(nèi)，沙石被熔化成了黃綠色的玻璃狀物質(zhì)，半徑為1600米的范圍內(nèi)，所有的動物全部死亡 “原子彈之父 奧本海默在核爆觀測站里感到非常震驚，他想起了印度一首古詩：“漫天奇光異彩，有如圣靈逞威，只有一千個太陽，才能與其爭輝我是死神，我是世界的消滅者原子彈美國原子彈突襲廣島和長崎造成了宏大的毀傷。在長崎投擲的原子彈爆炸后形成的蘑菇狀云團，爆炸產(chǎn)生的氣流、煙塵直沖云天，高達12英里多。廣島市區(qū)80%的建筑化為灰燼，64000人喪生，72000人受傷，傷亡總?cè)藬?shù)占全市總?cè)丝诘?3%。長崎市60%的建筑物被摧毀，傷亡86000人，占全市37%

7、 。原子彈原子彈在山田須磨子（一位當(dāng)年的爆炸目擊者）的一幅畫：在遙遠的廣島上空，原子彈爆炸后發(fā)出彩虹一般絢麗的光芒 廣島紅十字醫(yī)院里，一個嚴(yán)重?zé)齻膶W(xué)生仰面躺在一張草席上。他的五官幾乎全被原子彈爆炸產(chǎn)生的熱浪抹掉了。四天后他死了。倒塌的鋼架結(jié)構(gòu)建筑物 核防護核爆炸瞬時效應(yīng)防護。 對核襲擊的防護大致可分為兩大類。 利用工事進展掩蔽在開闊地面上的人員，當(dāng)發(fā)現(xiàn)核爆閃光時，立即背向爆心臥倒，可減輕傷害。放射性沾染防護。 避開在沾染區(qū)或高照射量率的地區(qū)行動人員通過沾染區(qū)時盡量乘坐車輛，在沾染區(qū)作業(yè)時要盡量縮短時間及時穿戴個人防護器材，防止人體受沾染進入沾染區(qū)執(zhí)行任務(wù)的人員，可服用抗輻射藥，以減少放射性物

8、質(zhì)在人體內(nèi)的存留原子彈中國第一顆原子彈爆炸蘑菇云開展圖解決能源危機根本途徑核能 可開發(fā)的核裂變?nèi)剂腺Y源可使用上千年。核聚變資源可使用幾億年。二、核電站水泥防護層控制棒鎘棒燃料棒鈾棒減速劑鏈?zhǔn)椒错懙膽?yīng)用核電站慢中子反響堆二、核電站核能-解決能源危機的根本途徑核發(fā)電量占總發(fā)電比例最多的10個國家是：法國 75% 立陶宛 73.1% 比利時 57.7% 保加利亞 47.1% 斯洛伐克 47% 瑞典 46.8% 烏克蘭 43.8% 韓國 42.8% 匈牙利 38.3% 亞美尼亞 36.4%世界核能發(fā)電占全部電量1/4 我國第一座核電站秦山核電站浙江一、已經(jīng)建成的 9 座： 1，廣東大亞灣核電站(94年) 2，浙江秦山第一核電站