6 核裂变
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.知道什么是裂变.2.知道链式反应及链式反应的条件．
科学思维：1.会利用质量亏损计算裂变产生的核能.2.了解核反应的工作原理，知道如何控制核反应的速度．
科学态度与责任：了解如何防止核污染．
一、核裂变
1．核裂变
重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出核能的过程． 2．铀核裂变
235U＋ 用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是 921n→144Ba＋89Kr＋31n. 0 56360
3．链式反应
当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应． 4．链式反应的条件
(1)铀块的体积大于或等于临界体积或铀块的质量大于或等于临界质量． (2)有足够数量的慢中子． 二、核电站
1．核电站：利用核能发电，它的核心设施是反应堆，它主要由以下几部分组成： (1)燃料：铀棒．
(2)慢化剂：石墨、重水和普通水(也叫轻水)．
(3)控制棒：为了控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收中子的能力很强，当反应过于激烈时，将镉棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫做控制棒． 2．工作原理
核燃料裂变释放的能量使反应区温度升高，水或液态的金属钠等物体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电． 3．核污染的处理
在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，核废料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下．
1．判断下列说法的正误．
(1)铀核的裂变是一种天然放射现象．( × )
(2)铀块的质量大于或等于临界质量时链式反应才能不停地进行下去．( √ ) (3)中子的速度越快，越容易发生铀核裂变．( × ) (4)铀核裂变的产物是钡和氪，且固定不变．( × ) (5)核反应堆是通过调节中子数目以控制反应速度．( √ ) (6)核反应堆用过的核废料无毒无害．( × )
23511369012．下面是铀核裂变反应中的一个： 92U＋0n→ 54Xe＋38Sr＋100n.已知铀235的质量为235.043
9 u，中子质量为1.008 7 u，氙136的质量为135.907 2 u，锶90的质量为89.907 7 u，则此核反应中释放的总能量是多少？(1 u相当于931.5 MeV的能量) 答案 140.4 MeV
解析 释放的总能量为ΔE＝(235.043 9＋1.008 7－135.907 2－89.907 7－10×1.008 7)× 931.5 MeV≈140.4 MeV.
如图为铀核裂变示意图．一、核裂变及链式反应
(1)铀核裂变是如何发生的？试写出一种铀核裂变的核反应方程． (2)只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗？
答案 (1)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．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，同时放出中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变反应一代接一代继续下去，形成链式反应．
2351144891 92U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋30n
(2)只有铀块体积大于或等于临界体积才能发生链式反应．
1．常见的裂变方程
235U＋1n→139Xe＋95Sr＋21n (1) 920 54380235U＋1n→144Ba＋89Kr＋31n (2) 920 56360
2．链式反应发生的条件
(1)铀块的体积大于或等于临界体积． (2)有足够浓度的铀235. (3)有足够数量的慢中子．
3．铀的同位素中铀235比铀238更易发生链式反应．
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