2018-2019学年粤教版选修3-5 第四章 第五节 裂变和聚变 学案
2018-2019学年粤教版选修3-5 第四章 第五节 裂变和聚变 学案第3页

(2)有足够浓度的铀235.

(3)有足够数量的慢中子.

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200MeV估算,1kg铀235全部裂变放出的能量相当于2800t标准煤完全燃烧释放的化学能,裂变时能产生几百万度以上的高温.

4.铀的同位素中铀235比铀238更容易发生链式反应.

例1 关于重核的裂变,下列说法正确的是(  )

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

C.重核裂变释放出大量的能量,产生明显的质量亏损,所以核子数减少

D.重核裂变为中等质量的核时,要发生质量亏损,放出核能

答案 D

解析 核裂变释放的能量来源于裂变过程的质量亏损,是核能转化为其他形式能的过程,其能量远大于俘获中子时吸收的能量,A错误,D正确;发生链式反应是有条件的,铀块的体积必须大于或等于临界体积,否则中子从铀块中穿过时,可能碰不到原子核,则不会发生链式反应,B错误;重核裂变时,核子数守恒,C错误.

重核裂变的实质

1.重核裂变是中子轰击质量数较大的原子核,使之分裂成中等质量的原子核,同时释放大量的能量,放出更多中子的过程.

2.重核的裂变是放能核反应,原因是核反应前后质量有亏损,根本原因是重核的平均结合能比中等质量的核的平均结合能要小.所以在重核分解为两个中等质量核的过程中要释放能量,而且释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量.

例2 用中子轰击铀核(U),其中的一个可能反应是分裂成钡(Ba)和氪(Kr)两部分,放出3个中子.各个核和中子的质量如下:

mU=390.3139×10-27kg,mn=1.6749×10-27kg;

mBa=234.0016×10-27kg,mKr=152.6047×10-27kg.

试写出核反应方程,求出反应中释放的核能.

答案 n+U―→Ba+Kr+3n 3.2202×10-11J

解析 根据反应前后质量数守恒、电荷数守恒,就可以写出核反应方程.根据核反应前后的质量亏损,用爱因斯坦质能方程就可求出释放的核能.