第十九章原子核6节核裂变.ppt

第 6 节 核裂变 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。 核反应 电子 原 子 核 在核物理学中， 原子核在其他粒子 的轰击下产生新原 子核的过程，称为 核反应 。 研究表明：原子核的质量虽然随着原子序数的增大而增大， 但是二者之间并不成正比关系，其核子的平均质量与原子 序数有如图的关系： 核子的平均质量是： 原子核的质量 核子数 O Z A B C D E F Fe 核子平均质量 核子的平均质量与原子序数之间的关系 〓 聚变 〓 裂变 一、裂变 物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能 的反应叫做 裂变 。把轻核结合成质量较大的核， 释放出核能的反应叫做 聚变 。 U 235 92 n 1 0 + → Ba 141 56 Kr 92 36 + + n 3 1 0 kg 10 3578 . 0 Δ 27 ? ? ? m MeV 201 Δ Δ 2 ? ? mc E 1 、铀核的裂变 释放出的能量为 说明： 如果 1 千克铀全部裂变，它放出的能量就相 当于 2800 吨优质煤完全燃烧时放出的化学能。 1939 年 12 月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉 斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变。铀 核裂变的产物是多种多样的， 有时裂变为氙（ Xe) 和锶 (Sr), 有时裂变为钡（ Ba ）和氪（ Kr ）或者锑（ Sb ）和 铌（ Nb ），同时放出 2 ～ 3 个中子。铀核还可能分裂成 三部分或四部分，不过这种情形比较少见。一种典型 的反应是裂变为钡和氪，同时放出三个中子，其核反 应方程是： 铀核裂变时，同时释放出 2 ～ 3 个中子，如果这些 中子再引起其他 U235 核裂变，就可使裂变反应不 断地进行下去，这种反应叫做 链式反应 。 2 、链式反应 3 、临界体积和临界质量  使裂变物资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 。 原子弹 美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤．在 长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸产 生的气流、烟尘直冲云天，高达 12 英里多．广岛市区 80% 的建筑化为灰烬， 64000 人丧生， 72000 人受伤，伤 亡总人数占全市总人口的 53% ．长崎市 60% 的建筑物被 摧毁，伤亡 86000 人，占全市 37% 。 “小玩意儿”钚装药重 6.1 千克， TNT 当量 2.2 万吨， 试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使 一座 30 米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个 巨大的弹坑。 在半径为 400 米的范围内，沙石被熔化成了黄 绿色的玻璃状物质，半径为 1600 米的范围内，所有 的动物全部死亡。 “原子弹之父” 奥本海默在核爆观测站里感 到十分震惊，他想起了印度一首古诗：“漫天奇光 异彩，有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其 争辉．我是死神，我是世界的毁灭者。” 水泥防护层 控制棒——镉棒 燃料棒—铀棒 减速剂 链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆 二、核电站 可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。 核聚变资源可使用几亿年。 利用核能可以很好地解决能源危机