裂变和聚变
1 MeV的中子
才可能发生裂变,并且几率 铀235 ,俘获能
量低于1 MeV的中子时,不发生裂变,而变
为铀239.
③为使链式反应容易发生,最好选用
一种典型的裂变反应方程 29325U+10n→8396Kr+15464Ba+310n
临界体积:能够发生链式反应的铀块的 最小 体积.
较大的
二、受控热核反应 热核反应 核聚变:轻核结合成质量 增加 核,轻核 聚变释必放 须在高温下进行,因此又叫 . 核能反量应变举例化::21H轻+核31H→聚42变He后+,10n+平1均7.6结Me合V. 能 核反,应条反件应:中必须会使它们的距离能达到量.10-15 m 以内,
重核的比结合能小于中等质量核的比结合能, 即将重核分成核子时比中等质量核分成核子 时每个核子平均吸收的能量小些,可见由重 核裂变成两个中等质量的核要放出能量,选 项D正确.铀核裂变放出的能量是原子核的核 能,而不是中子具有的动能,选项A错误.裂 变过程遵守质量数、电荷数守恒规律,B错 误.衰变是自发的现象,铀核衰变后的新核 仍是重核,而核电站利用的是裂变核能,选 项C错误.
实现受控热核反应的条件
(1)要把热核燃料加热到非常高的温度
(2)要使聚变反应维持下去并能加以控制以提
一、重核的裂变
裂变:用中子轰击某些重核(如铀核)时,发 现重核分裂成质量相近的两部分,并释放 出能量,这种核反应过程叫做核裂变.
核能:核裂变释放出的能量称为裂变能, 也称核能或原子能.
链式反应
裂变的链式反应需要一定的条件才能维持 下去: (1)要有足够浓度的铀235; (2)要有足够数量的慢中子; (3)铀块的体积要大于临界体积.
答案 D
借题发挥 重核发生裂变的条件是:(1)要俘 获慢中子;(2)铀块的体积要大于临界体积.
重核裂变放能的原因是:重核核子的平均质 量大于中等核核子的平均质量.
【变式1】 关于重核的裂变,以下说法正确 的是 ( ).
A.核裂变释放的能量等于它俘获中子时得 到的能量
B.中子从铀块中通过时,一定发生链式反 应
③热核反应的燃料在地球上储量丰富.
(3)实现核聚变的难点
地球上没有任何容器能够经受如此高的温 度.为解决这个难题,目前有三种方法对等 离子体进行约束,即引力约束、磁约束和惯 性约束.
对核裂变的理解
【典例1】 关于重核的裂变,下列说法正确的 是 ( ). A.核裂变时释放的能量等于它俘获中子时 得到的能量
B.重核裂变时释放出大量的能量,产生明 显的质量亏 损,所以核子数减少
C.铀核自发放出α粒子、β粒子时要释放 能量,核电 站利用的就是这一能量
D.重核的比结合能小于中等质量核的比结
解析 核电站利用的是裂变链式反应所放出 的核能.原子核的衰变以及人工核反应也要 释放核能,但天然衰变进行得非常缓慢,放 出的能量也很小,且人工无法控制,实用价 值不大,原子核的人工转变也放出能量,但 作为“炮弹”的粒子击中原子核的机会太少, 这种做法得不偿失.所以核能的获取主要是 通过裂变或聚变的途径.比结合能是核子结 合成原子核时每个核子平均放出的能量,或 原子核拆解成单个核子时每个核子平均吸收 的能量.
使核具有足够的 动能 燃料时,轻核聚
变释放比更重多核裂变
的能量.热核
反应一旦发自生身,产就生的不热再需要外界给它能量,
靠
就会使反应继续下
去.
受控热核反应:如果要使巨大的热核反应能
量不是以爆炸的形式释放,而是在人工控制 下逐渐地释放出来并加以利用(例如发电), 这称为受控热核反应.
核进能行下去,源源不断地将
释放出来.
铀235与铀238比较
(1) 天 然 铀 储 量 : 铀 238 占 99.3%. 铀 235 占
0.7%.
(2)与中子的作用特点
①铀235俘获各种能量的中较大子都会发生裂变, 而 且 俘 获 能 量 低 的大于中 子 发 生 裂 变 的 几 率 . 很小
②铀238只有俘获能量
可见铀裂变的质量亏损是远小于一个核子的 质量的,核子数是不会减少的,因此选项A、 B、C均错.重核裂变为中等质量的原子核时, 由于平均质量减小,会发生质量亏损,从而 释放出核能.综上所述,选项D正确.
答案 D
核聚变的理解及其核反应方程
【典例2】 以下说法正确的是 ( ).
A.聚变是裂变的逆反应 B.如果裂变释放能量,则聚变反应必定 吸收能量 C.聚变须将反应物加热至数百万开尔文 以上的高温, 显然是吸收能量 D.裂变与聚变均可释放巨大的能量
C.重核裂变释放出大量能量,产生明显 的质量亏损,所 以核子数要减少
D.由于重核的核子质量大于中等质量核 的核子平均质 量,所以重核裂变为中 等质量的核时,要发生质量 亏损,放出核
mXe=135.907 2 u, 质量亏损为
Δm=(mU+mn)-(mSr+mXe+10mn)=0.150 97 u.
第五节 裂变和聚变
1.知道什么是核裂变. 2.知道链式反应,并能计算核裂变释放的核 能.
3.掌握核聚变的定义及发生条件. 4.能计算核聚变释放的能量.
一、核裂变与链式反应
核裂变:重核
分裂为两个或两个以上
的较轻质量的核的反应.
链式反应:一个核的裂变能够引发一个或
一个以上的核发生裂变,自发让核裂变的过程能
解析 A选项从形式上看,裂变与聚变似乎是 互为逆反应,但其实不然,因为二者的反应 物和生成物完全不同.裂变是重核分裂成中 等核,而聚变则是轻核聚合成为次轻核,无 直接关联,并非互为逆反应.
B选项既然裂变与聚变不是互为逆反应,则在 能量流向上也不必相反.
C选项要实现聚变反应,必须使参加反应的轻 核充分接近,需要数百万开尔文的高温提供 能量.但聚变反应一旦实现,所释放的能量 远大于所吸收的能量.因此,总的来说,聚 变反应还是释放能量.
(2)在高温下,原子已完全电离,形成物质 第四态——等离子态,等离子体的密度及维 持时间达到一定值时,才能实现聚变. 热核反应
(1)热核反应的两种方式 ①爆炸式热核反应;
②受控式热核反应,目前正处于探索、实 验阶段.
(2)热核反应的优点(与裂变相比) ①产生的能量大;
②反应后生成的放射性物质易处理;