2017-2018学年物理人教版选修3-5教学案:第十九章 第6节 核 裂 变
2017-2018学年物理人教版选修3-5教学案:第十九章 第6节    核 裂 变第3页

  提示:不是。铀核裂变的生成物并不确定,所以其核反应方程不是唯一的。

  (3)慢化剂的作用是什么?是为了减慢裂变速度吗?

  提示:慢化剂的作用是使快中子减速,以便于中子与铀核作用发生链式反应,不是为了减慢裂变速度,而是为了提高中子的利用率。

  

对铀核裂变和链式反应的分析   

  1.铀核的裂变和裂变方程

  (1)核子受激发:当中子进入铀235后,便形成了处于激发状态的复核,复核中由于核子的激烈运动,使核变成不规则的形状。

  (2)核子分裂:核子间的距离增大,因而核力迅速减弱,使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块,同时放出2或3个中子,这些中子又引起其他铀核裂变,这样,裂变就会不断地进行下去,释放出越来越多的核能。

  (3)常见的裂变方程:

  ①U+n→Xe+Sr+2n。

  ②U+n→Ba+Kr+3n。

  2.链式反应的条件

  (1)铀块的体积大于临界体积。

  (2)铀块的质量大于临界质量。

  以上两个条件满足一个,则另一个条件自动满足。

  3.裂变反应的能量:铀核裂变为中等质量的原子核,发生质量亏损,所以放出能量。一个铀235核裂变时释放的能量如果按200 MeV估算,1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t标准煤完全燃烧时释放的能量,裂变时能产生几百万度的高温。

  4.铀235比铀238更易发生链式反应

  在天然铀中,主要有两种同位素,99.3%的是铀238,0.7%的是铀235,中子能引起这两种铀核发生裂变,但它们和中子发生作用的情况不同。

  (1)铀235:俘获各种能量的中子都会发生裂变,且俘获低能量的中子发生裂变的概率大。

(2)铀238:只有俘获能量大于1 MeV的中子才能发生裂变,且裂变的几率小。能量低于1 MeV的中子只与铀核发生弹性碰撞,不引起裂变。因此,为了使链式反应容易发生