人教版高中物理選修3-5第章第6節(jié)核裂變課件

第十九章原子核

第六節(jié)核裂變人教版選修3-5復習鞏固：

1.什么是結合能？2.為什么重核裂變以及輕核聚變都會釋放出能量？核裂變的發(fā)現(xiàn)1.費米的中子實驗3恩里科·費米EnricoFermi

(1901-1954)費米出生于意大利羅馬，自幼天資聰慧，1922年21歲時獲得博士學位，25歲擔任羅馬大學理論物理學教授.主要貢獻：費米-狄拉克統(tǒng)計、原子核β衰變理論、證明元素受中子轟擊發(fā)生嬗變.費米榮獲1938年諾貝爾物理學獎.(因發(fā)現(xiàn)用中子轟擊產生的新放射性元素以及原子核吸收慢中子所引起的有關核反應)

1934年，約里奧-居里夫婦發(fā)現(xiàn)α粒子轟擊鋁片首次制造出人工放射性同位素.費米得知后，想到用中子作為入射粒子比α粒子有效得多.

費米與其合作者使用中子按照周期表的順序依次轟擊各種元素，輻照了有68種元素，其中47種產生新的放射性產物.42.發(fā)現(xiàn)“超鈾元素”？

費米用中子轟擊當時最重的元素238U，得到一種半衰期為13分鐘的一種放射性產物.經過分析發(fā)現(xiàn)不屬于從鉛到鈾之間的重元素.1934年5月，費米以《原子序數(shù)高于92的元素可能生成》為題，報道可能產生超鈾元素(費米的解釋是錯誤的，實際上是核裂變現(xiàn)象).

“13分鐘的放射性與很多重元素等同的否定證據(jù)，提示了這樣的可能性：元素的原子序數(shù)也許大于92.如果它是93號元素，它應在化學上與錳及錸類似.”5

德國女化學家諾達克(F.Noddack)針對費米的發(fā)現(xiàn)在1934年9月發(fā)表《論第93號元素》，認為費米等人采用“排除其他可能性的方法”來證明第93號元素的存在是“決非成功的”，并設想一種“全新的核反應”圖像：

“可以想象，當重核被中子轟擊時，該核可能分裂成幾大塊，這些裂片無疑將是已知元素的同位素，而不是被輻照元素的近鄰.”

然而，諾達克的論文沒有得到重視.6

費米認為：石蠟或水中的質子與中子的質量相近，放射源發(fā)射的中子與質子碰撞后，速度大大減慢。中子速度低，被原子核俘獲的機會增大，核反應概率增大，發(fā)射性的生成大大增加.

慢中子作用的發(fā)現(xiàn)，大大增強了中子轟擊的效果，對重核裂變的發(fā)現(xiàn)提供了重要前提.7核反應電子原子核

在核物理學中，原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核的過程，稱為核反應．

研究表明：原子核的質量雖然隨著原子序數(shù)的增大而增大，但是二者之間并不成正比關系，其核子的平均質量與原子序數(shù)有如圖的關系：核子的平均質量是：原子核的質量核子數(shù)核子平均質量平均結合能核子的平均結合能隨質量數(shù)的變化z

物理學中把重核分裂成兩個較輕的核時，釋放出核能的反應叫做核裂變．一.核裂變1.核裂變2、鈾核的裂變（1）發(fā)現(xiàn)1939年12月，德國物理學家哈恩和他的助手斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)，用中子轟擊鈾核時，鈾核發(fā)生了裂變。（2）裂變產物多種多樣+→++二、鏈式反應

核裂變發(fā)現(xiàn)之后，各國核物理學家立即想到由核裂變可能釋放的核能.但要利用核能，必須產生自持的鏈式反應.

根據(jù)原子核的組成規(guī)律，重核中中子數(shù)多于質子數(shù)，輕核質子數(shù)與中子數(shù)相等.重核裂變成兩個輕核，必將出現(xiàn)中子過剩的情況.如果過剩的中子繼續(xù)轟擊別的重核，鏈式反應可以自發(fā)進行.13鏈式反應（1）定義：由重核裂變產生的中子使裂變反應一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈式反應．35種元素的200多種位素同發(fā)生鏈式反應爆炸（2）發(fā)生鏈式反應的條件：鈾塊的質量大于臨界質量，或者鈾塊的體積大于臨界體積。1kg鈾全部裂變，它放出的能量超過2000t優(yōu)質煤完全燃燒時釋放的能量．

足以維持鏈反應正常進行的裂變材料質量叫臨界質量(criticalmass)。鈾-235的臨界質量約為1kg，質量超過1kg則發(fā)生爆炸。

任何有核反應堆的國家都不難得到爆炸級的裂變材料，原子彈的基本設計又如此簡單，從而為防止核武器擴散帶來了困難。

美國原子彈突襲廣島和長崎造成了巨大的毀傷．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，傷亡總人數(shù)占全市總人口的53%．長崎市60%的建筑物被摧毀，傷亡86000人，占全市37%．原子彈原子彈中國第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖解決能源危機根本途徑——核能

可開發(fā)的核裂變燃料資源可使用上千年。二、核電站水泥防護層控制棒——鎘棒燃料棒—鈾棒減速劑二、核電站——慢中子反應堆核電站核心設施：核反應堆濃縮鈾制成的鈾棒減速劑：石墨、重水或普通水，用于減小中子的速度控制棒：鎘棒，用于吸收中子，控制核反應的快慢。解決能源危機根本途徑——核能?？砷_發(fā)的核裂變燃料資源可使用上千年。核聚變資源可使用幾億年。小結核裂變

核裂變圖像；邁特納和弗里施的貢獻鏈式反應

臨界質量、臨界體積；減速劑

鎘棒通過吸收中子控制反應速率長風破浪會有時，直掛云帆濟滄海。努力，終會有所收獲，功夫不負有心人。以銅為鏡，可以正衣冠；以古為鏡，可以知興替；以人為鏡，可以明得失。前進的路上，要不斷反思、關照自己的不足，學習更多東西，更進一步。窮則獨善其身，達則兼濟天下。現(xiàn)代社會，有很多人，鉆進錢眼，不惜違法亂紀；做人，窮，也要窮的有骨氣！古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有堅忍不拔之志。想干成大事，除了勤于修煉才華和能力，更重要的是要能堅持下來。士不可以不弘毅，任重而道遠。仁以為己任，不亦重乎?死而后已，不亦遠乎?心中有理想，腳下的路再遠，也不會迷失方向。太上有立德，其次有立功，其次有立言，雖久不廢，此謂不朽。任何事業(yè)，學業(yè)的基礎，都要以自身品德的修煉為根基。飯疏食，飲水，曲肱而枕之，樂亦在其中矣。不義而富且貴，于我如浮云。財富如浮云，生不帶來，死不帶去，真正留下的，是我們對這個世界的貢獻。英雄者，胸懷大志，腹有良策，有包藏宇宙之機，吞吐天地之志者也英雄氣概，威壓八萬里，體恤弱小，善德加身。老當益壯，寧移白首之心；窮且益堅，不墜青云之志老去的只是身體，心靈可以永遠保持豐盛。樂民之樂者，民亦樂其樂；憂民之憂者，民亦憂其憂。做領導，要能體恤下屬，一味打壓，盡失民心。勿以惡小而為之，勿以善小而不為。越是微小的事情，越見品質。學而不知道，與不學同；知而不能行，與不知同。知行合一，方可成就事業(yè)。以家為家，以鄉(xiāng)為鄉(xiāng)，以國為國，以天下為天下。若是天下人都能互相體諒，紛擾世事可以停歇。志不強者智不達，言不信者行不果。立志越高，所需要的能力越強，相應的，逼迫自己所學的，也就越多。臣心一片磁針石，不指南方不肯休。忠心，也是很多現(xiàn)代人缺乏的精神。吾日三省乎吾身。為人謀而不忠乎?與朋友交而不信乎?傳不習乎?若人人皆每日反省自身，世間又會多出多少君子。人人好公，則天下太平；人人營私，則天下大亂。給世界和身邊人，多一點寬容，多一份擔當。為天地立心，為生民立命，為往圣繼絕學，為萬世開太平。立千古大志，乃是圣人也。丹青不知老將至，貧賤于我如浮云。淡看世間事，心情如浮云天行健，君子以自強不息。地勢坤，君子以厚德載物。君子，生在世間，當靠自己拼搏奮斗。博學之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之。進學之道，一步步逼近真相，逼近更高。百學須先立志。天下大事，不立志，難成！海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛做人，心胸要寬廣。其身正，不令而行；其身不正，雖令不從。身心端正，方可知行合一。子曰:“知者不惑，仁者不憂，勇者不懼。”真正努力精進者，不會把時間耗費在負性情緒上。好學近乎知，力行近乎仁，知恥近乎勇。力行善事，有羞恥之心，方可成君子。操千曲爾后曉聲，觀千劍爾后識器做學問和學技術，都需要無數(shù)次的練習。第一個青春是上帝給的；第二個的青春是靠自己努力當眼淚流盡的時候，留下的應該是堅強。人總是珍惜未得到的，而遺忘了所擁有的。誰傷害過你，誰擊潰過你，都不重要。重要的是誰讓你重現(xiàn)笑容。幸運并非沒有恐懼和煩惱；厄運并非沒有安慰與希望。你不要一直不滿人家，你應該一直檢討自己才對。不滿人家，是苦了你自己。最深的孤獨不是長久的一個人，而是心里沒有了任何期望。要銘記在心；每一天都是一年中最完美的日子。只因幸福只是一個過往，沉溺在幸福中的人；一直不知道幸福卻很短暫。一個人的價值，應該看他貢獻什么，而不應當看他取得什么。做個明媚的女子。不傾國，不傾城，只傾其所有過的生活。生活就是生下來，活下去。人生最美的是過程，最難的是相知，最苦的是等待，最幸福的是真愛，最后悔的是錯過。兩個人在一起能過就好好過！不能過就麻利點分開。當一個人真正覺悟的一刻，他放下追尋外在世界的財富，而開始追尋他內心世界的真正財富。人若軟弱就是自己最大的敵人。日出東海落西山，愁也一天，喜也一天。遇事不轉牛角尖，人也舒坦，心也舒坦。烏云總會被驅散的，即使它籠罩了整個地球。心態(tài)便是黑暗中的那一盞明燈，可以照亮整個世界。生活不是單行線，一條路走不通，你可以轉彎。給我一場車禍。要么失憶。要么死。有些人說：我愛你、又不是說我只愛你一個。生命太過短暫，今天放棄了明天不一定能得到。刪掉了關于你的一切，唯獨刪不掉關于你的回憶。任何事都是有可能的。所以別放棄，相信自己，你可以做到的。、相信自己，堅信自己的目標，去承受常人承受不了的磨難與挫折，不斷去努力、去奮斗，成功最終就會是你的！既然愛，為什么不說出口，有些東西失去了，就在也回不來了！對于人來說，問心無愧是最舒服的枕頭。嫉妒他人，表明他人的成功，被人嫉妒，表明自己成功。在人之上，要把人當人；在人之下，要把自己當人。人不怕卑微，就怕失去希望，期待明天，期待陽光，人就會從卑微中站起來，帶著封存夢想去擁抱藍天。成功需要成本，時間也是一種成本，對時間的珍惜就是對成本的節(jié)約。人只要不失去方向，就不會失去自己。過去的習慣，決定今天的你，所以，過去的懶惰，決定你今天的一敗涂地。讓我記起容易，但讓我忘記我怕我是做不到。不要跟一個人和他議論同一個圈子里的人，不管你認為他有多可靠。想象困難做出的反應，不是逃避或繞開它們，而是面對它們，同它們打交道，以一種進取的和明智的方式同它們奮斗。他不愛你，你為他擋一百顆子彈也沒用。坐在電腦前，不知道做什么，卻又不想關掉它。做不了決定的時候，讓時間幫你決定。如果還是無法決定，做了再說。寧愿犯錯，不留遺憾。發(fā)現(xiàn)者，尤其是一個初出茅廬的年輕發(fā)現(xiàn)者，需要勇氣才能無視他人的冷漠和懷疑，才能堅持自己發(fā)現(xiàn)的意志，并把研究繼續(xù)下去。我的本質不是我的意志的結果，相反，我的意志是我的本質的結果，因為我先有存在，后有意志，存在可以沒有意志，但是沒有存在就沒有意志。公共的利益，人類的福利，可以使可憎的工作變?yōu)榭少F，只有開明人士才能知道克服困難所需要的熱忱。立志用功如種樹然，方其根芽，猶未有干；及其有干，尚未有枝；枝而后葉，葉而后花。意志的出現(xiàn)不是對愿望的否定，而是把愿望合并和提升到一個更高的意識無論是美女的歌聲，還是鬢狗的狂吠，無論是鱷魚的眼淚，還是惡狼的嚎叫，都不會使我動搖。即使遇到了不幸的災難，已經開始了的事情決不放棄。最可怕的敵人，就是沒有堅強的信念。既然我已經踏上這條道路，那么，任何東西都