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  • 核裂变的特点是什么?(重核分裂成质量较小的核的反应

  • 来源:重庆书之香 日期:2011-04-07
  • 高三物理教案 核裂变

    核裂变

    三维教学目标

    1、知识与技能

    (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。

    2、过程与方法

    (1)通过对核子平均质量与原子序数关系的理解培养学生的逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力;

    (2)通过让学生自己阅读课本查阅资料,培养学生归纳与概括知识能力和提出问题能力。

    3情感态度与价值观

    (1)激发学生热爱科学、探求真理的激情,树立实事求的科学态度,培养学生基本的科学素养通过核能的利用思考科学与社会的关系;

    (2)通过教学,让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性;

    (3)确立世界物质的,物质运动变化的,而变化过程必然遵循能量守恒的观点。

    教学重点:链式反应及其释放核能计算;重核裂变核反应方程式书写。

    教学难点: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。

    教学方法:教师启发、引导,学生讨论交流。

    教学用具:多媒体教学设备一套:可供实物投影、放像、课件播放等。

    (一)引入新课

    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,我们这节课就来学习裂变,通过学习,大家就会对上述问题有初步了解。

    (二)进行新课

    1、核裂变(fission)

    提问:核裂变的特点什么?(重核分裂成质量较小核的反应,称为裂变)

    总结:重核分裂成质量较小核,释放出核能反应,称为裂变。

    提问:不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:不所有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、铀核裂变

    (1)铀核裂变的一种典型反应。

    提问:铀核的裂变产物多样的最典型一种核反应方程式什么样的?

    (2)链式反应:

    提问:链式反应〔chain reaction〕怎样进行?(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过程,叫做核裂变链式反应)

    (3)临界体积(临界质量):

    提问:什么临界体积(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,相应质量叫做临界质量)

    (4)裂变反应中的能量计算。

    裂变前质量:

    kg, kg

    裂变后的质量:

    kg kg, kg,

    学生计算:质量亏损:

    kg

    j=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u235俘获。

    学生回答:冷却剂由水或液态的金属钠等流体做成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:①污染小;②可采储量大;③比较经济。

    缺点:①一旦核泄漏会造成严重的核污染;②核废料处理困难。

    点评:学生用自己语言叙述,基本正确即可。

    补充:了解常用裂变反应堆的类型:秦山二期、大亚湾二期压水堆,秦山三期沸水堆。

    例题1、下列核反应中,表示核裂变( )

    a b、

    c、 d

    分析:核反应中有四种不同类型的核反应,它们分别衰变、人工转变重核裂变、轻核聚变。其中衰变中有 衰变、 衰变等。

    衰变, 衰变, 人工转变,只的c选项重核裂变。

    解:表示核裂变c

    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8.2 1010 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:核电站每天发电量为w=pt=3×108×24×3600 j=2.592×1013 j每年的发电量w总=365w=9.46×1015 j而1 g铀完全裂变时产生的能量为:8.2×1010 j 所以,每年消耗铀的量为:

    点评:培养学生推理及公式演算能力。注意速度单位的换算,运算过程中带单位运算。适当进行爱国主义教育。

期末优秀学员经验交流会