6.重核的裂變課件

1、,第六節(jié) 重核的裂變,核反應(yīng),電子,原子核,在核物理學(xué)中，原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程，稱(chēng)為核反應(yīng),研究表明：原子核的質(zhì)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(guān)系，其核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)有如圖的關(guān)系：,核子的平均質(zhì)量是：,原子核的質(zhì)量,核子數(shù),核子平均質(zhì)量,核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)之間的關(guān)系,物理學(xué)中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反應(yīng)叫做裂變把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反映叫做聚變,一、裂變,聚變,裂變, 1939年12月，德國(guó)物理學(xué)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(shí)，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

2、變?yōu)殇^和氪，同時(shí)放出三個(gè)中子，其核反應(yīng)方程是：,鈾核的裂變,+,+,+,裂變中釋放出巨大的能量，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, 1939年12月，德國(guó)物理學(xué)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(shí)，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(shí)放出三個(gè)中子，其核反應(yīng)方程是：,鈾核的裂變,+,+,+,裂變中釋放出巨大的能量，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(guò)2000t優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時(shí)釋放的能量,用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生了裂變，釋放出的

3、中子又引起了其他鈾核的裂變，也就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng),鏈?zhǔn)椒磻?yīng),點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫(huà),由裂變重核裂變產(chǎn)生的中子使反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過(guò)程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),鏈?zhǔn)椒磻?yīng),使裂變物資能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體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(wàn)噸，試驗(yàn)中產(chǎn)生了上千萬(wàn)度的高溫和數(shù)百億個(gè)大氣壓，致使一座30米高的鐵塔被熔化為氣體，并在地面上形成一個(gè)巨大的彈坑,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(dòng)物全部死亡,“原子彈之父” 奧本海默在核爆觀測(cè)站里感到十分震驚，他想起了印度一首古詩(shī)：“漫天奇光異

4、彩，有如圣靈逞威，只有一千個(gè)太陽(yáng)，才能與其爭(zhēng)輝我是死神，我是世界的毀滅者”,原子彈,美國(guó)原子彈突襲廣島和長(zhǎng)崎造成了巨大的毀傷在長(zhǎng)崎投擲的原子彈爆炸后形成的蘑菇狀云團(tuán)，爆炸產(chǎn)生的氣流、煙塵直沖云天，高達(dá)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(zhǎng)崎市60%的建筑物被摧毀，傷亡86000人，占全市37% ,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(huà)：在遙遠(yuǎn)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(gè)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。,

5、倒塌的鋼架結(jié)構(gòu)建筑物,核防護(hù),（）核爆炸瞬時(shí)效應(yīng)防護(hù)。,對(duì)核襲擊的防護(hù)大致可分為兩大類(lèi)。,利用工事進(jìn)行掩蔽,在開(kāi)闊地面上的人員，當(dāng)發(fā)現(xiàn)核爆閃光時(shí)，立即背向爆心臥倒，可減輕傷害。,（）放射性沾染防護(hù)。,避開(kāi)在沾染區(qū)或高照射量率的地區(qū)行動(dòng),人員通過(guò)沾染區(qū)時(shí)盡量乘坐車(chē)輛，在沾染區(qū)作業(yè)時(shí)要盡量縮短時(shí)間,及時(shí)穿戴個(gè)人防護(hù)器材，防止人體受沾染,進(jìn)入沾染區(qū)執(zhí)行任務(wù)的人員，可服用抗輻射藥，以減少放射性物質(zhì)在人體內(nèi)的存留,原子彈,中國(guó)第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖,解決能源危機(jī)根本途徑核能 可開(kāi)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,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的應(yīng)用核電站慢中子反應(yīng)堆,二、核電站,核

6、能-解決能源危機(jī)的根本途徑 核發(fā)電量占總發(fā)電比例最多的10個(gè)國(guó)家是： 法國(guó) 75% 立陶宛 73.1% 比利時(shí) 57.7% 保加利亞 47.1% 斯洛伐克 47% 瑞典 46.8% 烏克蘭 43.8% 韓國(guó) 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,核反應(yīng)堆,通過(guò)受控核裂變反應(yīng)獲得核能的裝置，可使裂變產(chǎn)生的中子數(shù)等于各種過(guò)程消耗的中子數(shù), 以形成所謂的自持鏈反應(yīng)(self-sustaining chain reaction)。,鏈?zhǔn)椒磻?yīng),臨界體積：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量。,3、裂變核能,1kg鈾235全部裂變時(shí)放出的能量就相當(dāng)于2800t標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒時(shí)釋放的化學(xué)量。,內(nèi)爆式原子彈示意圖,槍式原子彈示意圖,2、反應(yīng)堆的組成： 核燃料棒、減速劑、 控制棒、冷卻系統(tǒng)、 防護(hù)層等。,反應(yīng)堆,核燃料棒：核心設(shè)施。 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，用于 吸收中子，控制核反應(yīng)的快慢。,3、核電站工作