1、6核裂变一、核裂变及链式反应一、核裂变及链式反应1.1.核裂变核裂变:重核被重核被_轰击后分裂成两块质量差不多的碎块的核反轰击后分裂成两块质量差不多的碎块的核反应。应。2.2.铀核裂变铀核裂变:用中子轰击铀核时用中子轰击铀核时,铀核发生裂变铀核发生裂变,其产物是多样的其产物是多样的,其中一种典型的裂变是其中一种典型的裂变是 3.3.链式反应链式反应:由重核裂变产生的中子使裂变反应由重核裂变产生的中子使裂变反应_继续下去继续下去的过程叫核裂变的链式反应。的过程叫核裂变的链式反应。中子中子2351144899205636UnBaKr _。103n一代接一代一代接一代4.4.临界体积和临界质量临界体
2、积和临界质量:把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的临界体积作它的临界体积,相应的质量叫作临界质量。相应的质量叫作临界质量。5.5.核裂变的能量核裂变的能量:1kg:1kg铀铀235235全部裂变放出的能量相当于全部裂变放出的能量相当于_标准煤标准煤完全燃烧时释放的化学能。完全燃烧时释放的化学能。2 800t2 800t【判一判】【判一判】(1)(1)铀核裂变的产物是固定的铀核裂变的产物是固定的,就是生成钡和氪就是生成钡和氪,同时放出同时放出3 3个中个中子。子。()(2)(2)裂变中放出的中子数目是固定的裂变中放出的中子数目是固定的3 3个中子。个
3、中子。()(3)(3)只有铀块的体积大于临界体积时只有铀块的体积大于临界体积时,才能够发生链式反应。才能够发生链式反应。()提示提示:(1)(1)。铀核裂变的产物是多样的。铀核裂变的产物是多样的。(2)(2)。裂变中放出的中子数目有多有少。裂变中放出的中子数目有多有少。(3)(3)。只有铀块的体积大于临界体积时。只有铀块的体积大于临界体积时,裂变产生的中子才能够有足裂变产生的中子才能够有足够的概率打中某个铀核够的概率打中某个铀核,使链式反应进行下去。使链式反应进行下去。二、核电站二、核电站1.1.核电站核电站:利用核能发电利用核能发电,它的核心设施是它的核心设施是_,_,它主要由以下它主要由以
4、下几部分组成几部分组成:(1)(1)燃料燃料:_:_。(2)(2)慢化剂慢化剂:铀铀235235容易捕获慢中子发生反应容易捕获慢中子发生反应,采用采用_作慢化剂。作慢化剂。反应堆反应堆铀棒铀棒石墨、重水或普通水石墨、重水或普通水(3)(3)控制棒控制棒:为了调节中子数目以控制反应速度为了调节中子数目以控制反应速度,还需要在铀棒之间还需要在铀棒之间插进一些隔棒。镉插进一些隔棒。镉_的能力很强的能力很强,当反应过于激烈时当反应过于激烈时,将隔棒将隔棒插入深一些插入深一些,让它多吸收一些中子让它多吸收一些中子,链式反应的速度会慢一些链式反应的速度会慢一些,这种镉这种镉棒叫作控制棒。棒叫作控制棒。吸收
5、中子吸收中子2.2.工作原理工作原理:_:_释放的能量释放的能量,使反应区温度升高。使反应区温度升高。3.3.能量输出能量输出:利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动,把反应堆内的把反应堆内的_传输出去传输出去,用于发电。同时也使反应堆冷却。用于发电。同时也使反应堆冷却。4.4.核污染的处理核污染的处理:为避免射线对人体的伤害和放射性物质对水源、为避免射线对人体的伤害和放射性物质对水源、空气和工作场所造成的放射性污染空气和工作场所造成的放射性污染,在反应堆的外面需要修建很厚在反应堆的外面需要修建很厚的的_,_,用来屏蔽用来屏蔽_放出的各种射
6、线放出的各种射线,核废料具有很强核废料具有很强的的_,_,需要装入特制的容器需要装入特制的容器,深埋地下。深埋地下。核燃料裂变核燃料裂变热量热量水泥层水泥层裂变反应裂变反应放射性放射性【判一判】【判一判】(1)(1)在核反应中在核反应中,中子的速度越大越容易击中铀核。中子的速度越大越容易击中铀核。()(2)(2)核反应堆是通过调节中子数目以控制反应速度。核反应堆是通过调节中子数目以控制反应速度。()(3)(3)核反应堆用过的核废料无毒无害。核反应堆用过的核废料无毒无害。()提示提示:(1)(1)。在核反应中。在核反应中,中子的速度不能太快中子的速度不能太快,否则不能发生核裂变。否则不能发生核裂
7、变。(2)(2)。核反应堆是通过调节中子数目以控制反应速度。核反应堆是通过调节中子数目以控制反应速度。(3)(3)。核反应堆用过的核废料具有很强的放射性。核反应堆用过的核废料具有很强的放射性,需要装入特制的容需要装入特制的容器深埋地下。器深埋地下。一、对重核裂变和链式反应的分析一、对重核裂变和链式反应的分析思考探究思考探究:如图为核裂变示意图。如图为核裂变示意图。(1)(1)重核裂变是一种天然现象吗重核裂变是一种天然现象吗?(2)(2)只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应?提示提示:(1)(1)重核裂变不是天然现象重核裂变不是天然现象,是中子轰击才能发生的核
8、反应。是中子轰击才能发生的核反应。(2)(2)有中子轰击铀块有中子轰击铀块,铀块的体积大于临界体积铀块的体积大于临界体积,这样就可以产生链式这样就可以产生链式反应。反应。【归纳总结】【归纳总结】1.1.铀核的裂变和裂变方程铀核的裂变和裂变方程:(1)(1)核子受激发核子受激发:当中子进入铀当中子进入铀235235后后,便形成了处于激发状态的复核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复核中由于核子的激烈运动,使核变成不规则的形状。使核变成不规则的形状。(2)(2)核子分裂核子分裂:核子间的距离增大核子间的距离增大,因而核力迅速减弱因而核力迅速减弱,使得原子核由于使得原子核由于质子间
9、的斥力作用而分裂成几块质子间的斥力作用而分裂成几块,同时放出同时放出2 2或或3 3个中子个中子,这些中子又引这些中子又引起其他铀核裂变起其他铀核裂变,这样这样,裂变就会不断地进行下去裂变就会不断地进行下去,释放出越来越多的释放出越来越多的核能。核能。(3)(3)常见的裂变方程常见的裂变方程:235113995192054380235114489192056360UnXeSr 2 nUnBaKr 3n。2.2.链式反应的条件链式反应的条件:(1)(1)有慢中子轰击。有慢中子轰击。(2)(2)铀块的体积大于临界体积铀块的体积大于临界体积,或铀块的质量大于临界质量。或铀块的质量大于临界质量。以上两
10、个条件满足一个以上两个条件满足一个,则另一个条件自动满足。则另一个条件自动满足。3.3.裂变反应的能量裂变反应的能量:铀核裂变为中等质量的原子核铀核裂变为中等质量的原子核,发生质量亏损发生质量亏损,所所以放出能量。一个铀以放出能量。一个铀235235核裂变时释放的能量如果按核裂变时释放的能量如果按200MeV200MeV估算估算,1kg,1kg铀铀235235全部裂变放出的能量相当于全部裂变放出的能量相当于2800t2800t标准煤完全燃烧时释放的能量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。裂变时能产生几百万度的高温。4.4.铀的同位素中铀铀的同位素中铀235235比铀比铀23
11、8238更易发生链式反应更易发生链式反应:在天然铀中在天然铀中,主要有两种同位素主要有两种同位素,99.3%,99.3%的是铀的是铀238,0.7%238,0.7%的是铀的是铀235,235,中中子能引起这两种铀核发生裂变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。但它们和中子发生作用的情况不同。(1)(1)铀铀235:235:俘获各种能量的中子都会发生裂变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且俘获低能量的中子发生裂变的概率大。生裂变的概率大。(2)(2)铀铀238:238:只有俘获能量大于只有俘获能量大于1MeV1MeV的中子才能发生裂变的中子才能发生裂变,且
12、裂变的几率且裂变的几率小。能量低于小。能量低于1MeV1MeV的中子只与铀核发生弹性碰撞的中子只与铀核发生弹性碰撞,不引起裂变。因此不引起裂变。因此,为了使链式反应容易发生为了使链式反应容易发生,最好利用纯铀最好利用纯铀235235。【特别提醒】【特别提醒】(1)(1)裂变的中子方面裂变的中子方面:铀核裂变的产物是多样的铀核裂变的产物是多样的,放出的中子数目有多放出的中子数目有多有少有少,中子的速度也有快有慢。中子的速度也有快有慢。(2)(2)发生链式反应的条件方面发生链式反应的条件方面:裂变物的体积必须大于临界体积才能发裂变物的体积必须大于临界体积才能发生链式反应。生链式反应。【典例示范】【
13、典例示范】19381938年哈恩用中子轰击铀核年哈恩用中子轰击铀核,发现产物中有原子核钡发现产物中有原子核钡(Ba)(Ba)、氪、氪(Kr)(Kr)、中子和一些、中子和一些射线。下列关于这个实验的说法中正确射线。下列关于这个实验的说法中正确的是的是()A.A.这个实验的核反应方程是这个实验的核反应方程是 B.B.这是一个核裂变过程这是一个核裂变过程,反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和和C.C.这个反应中释放出的能量不可以用爱因斯坦的光电效应方程来计算这个反应中释放出的能量不可以用爱因斯坦的光电效应方程来计算D.D.实验中产生的实验中产生的射线穿透能力
14、极强射线穿透能力极强235114489192056360UnBaKrn【解题探究】【解题探究】(1)(1)怎样分析判断核反应方程是否正确怎样分析判断核反应方程是否正确?提示提示:根据反应前后质量数守恒、电荷数守恒分析判断。根据反应前后质量数守恒、电荷数守恒分析判断。(2)(2)如何判断反应前后粒子的质量关系。如何判断反应前后粒子的质量关系。提示提示:根据核反应是吸能还是放能反应判断。根据核反应是吸能还是放能反应判断。【正确解答】【正确解答】选选D D。根据质量数守恒、电荷数守恒。根据质量数守恒、电荷数守恒,铀核裂变的核反铀核裂变的核反应方程应为应方程应为:,:,选项选项A A不正确不正确;铀核
15、裂变过程中铀核裂变过程中产生产生射线射线,放出能量放出能量,发生质量亏损发生质量亏损,释放的能量根据爱因斯坦的质释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算能方程计算,选项选项B B、C C不正确不正确;核反应中产生的核反应中产生的射线射线,穿透能力极强穿透能力极强,是能量极高的光子是能量极高的光子,选项选项D D正确。正确。235114489192056360UnBaKr 3 n【过关训练】【过关训练】1.1.关于重核的裂变关于重核的裂变,以下说法正确的是以下说法正确的是()A.A.核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B.B.中子从铀块中通过时中子从铀
16、块中通过时,一定发生链式反应一定发生链式反应C.C.重核裂变释放出大量能量重核裂变释放出大量能量,产生明显的质量亏损产生明显的质量亏损,所以核子数要减少所以核子数要减少D.D.重核裂变为中等质量的核时重核裂变为中等质量的核时,要发生质量亏损要发生质量亏损,放出核能放出核能【解析】【解析】选选D D。核裂变释放的能量来源于裂变过程的质量亏损。核裂变释放的能量来源于裂变过程的质量亏损,是核能是核能转化为其他形式能的过程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其能量远大于俘获中子时吸收的能量,A,A错错,D,D对。发生链式反应是有条件的对。发生链式反应是有条件的,铀块的体积必须大于其
17、临界体积铀块的体积必须大于其临界体积,否则中子从铀块中穿过时否则中子从铀块中穿过时,可能碰不到原子核可能碰不到原子核,则不会发生链式反应则不会发生链式反应,B,B错。重核裂变时错。重核裂变时,核子数守恒核子数守恒,C,C错。错。2.(20152.(2015江苏高考江苏高考)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电行发电,是核电站常用的核燃料。是核电站常用的核燃料。受一个中子轰击后裂变成受一个中子轰击后裂变成 两部分两部分,并产生并产生个中子。要使链式反应发生个中子。要使链式反应发生,裂变裂变物质的体积要物质的体积要(选填选填“大于大于”或或“小于小
18、于”)它的临界体积。它的临界体积。23592U23592U144895636BaKr和【解析】【解析】由质量数和电荷数守恒可知由质量数和电荷数守恒可知:可见产生了可见产生了3 3个中子个中子,链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积。等于临界体积。答案答案:3 3大于大于235114489192056360UnBaKr 3n，【补偿训练】【补偿训练】1.1.下列核反应中下列核反应中,表示核裂变的是表示核裂变的是()23823449290214140671235114489192056360941214260A.UThHeB.CNeC.Un
19、BaKr 3nD.BeHeCn【解析】【解析】选选C C。是是衰变，衰变，是是衰变，衰变，是人工转变，只有是人工转变，只有C C选项是重核裂变。选项是重核裂变。238234492902UThHe14140671CNe941214260BeHeCn2.2.关于重核的裂变关于重核的裂变,以下说法中正确的是以下说法中正确的是()A.A.铀铀235235被中子轰击后都会分裂成两块质量差不多的碎块被中子轰击后都会分裂成两块质量差不多的碎块,同时放出几同时放出几个中子个中子B.B.铀铀235235被中子轰击后二者都会发生分裂被中子轰击后二者都会发生分裂C.C.要使铀块发生链式反应要使铀块发生链式反应,其体
20、积必须足够大其体积必须足够大D.D.铀铀235235分裂成两个中等质量的核分裂成两个中等质量的核,比结合能减小比结合能减小,放出核能放出核能【解析】【解析】选选C C。铀核也有三分裂、四分裂现象。铀核也有三分裂、四分裂现象,A,A错误错误;慢中子最适于引慢中子最适于引发裂变发裂变,但并不是轰击后都会发生分裂但并不是轰击后都会发生分裂,B,B错误错误;要发生链式反应要发生链式反应,铀块铀块的体积必须大于临界体积的体积必须大于临界体积,C,C正确正确;中等质量核的比结合能最大中等质量核的比结合能最大,铀核分铀核分裂时比结合能增大裂时比结合能增大,放出核能放出核能,D,D错误。错误。【规律方法】【规
21、律方法】准确理解裂变的特点准确理解裂变的特点(1)(1)重核受中子轰击后生成中等质量的核。重核受中子轰击后生成中等质量的核。(2)(2)裂变中一般产生裂变中一般产生2 23 3个中子。个中子。(3)(3)裂变时产生质量亏损放出能量。裂变时产生质量亏损放出能量。二、核电站的结构及工作原理二、核电站的结构及工作原理思考探究思考探究:如图所示为核电站工作流程示意图如图所示为核电站工作流程示意图(1)(1)核电站的核心设施是什么核电站的核心设施是什么?(2)(2)核电站是如何实现能量的转化与转移的核电站是如何实现能量的转化与转移的?提示提示:(1)(1)核反应堆是核电站的核心设施核反应堆是核电站的核心
22、设施,原子核的链式反应在此进行。原子核的链式反应在此进行。(2)(2)在核反应堆中核能转化为内能在核反应堆中核能转化为内能,在第一回路通过水或钠将反应堆内在第一回路通过水或钠将反应堆内的热量传输出去的热量传输出去,在第二回路用于发电在第二回路用于发电,内能转化为电能。内能转化为电能。【归纳总结】【归纳总结】1.1.核电站的主要组成核电站的主要组成:核电站的核心设施是核反应堆核电站的核心设施是核反应堆,反应堆用的核燃反应堆用的核燃料是铀料是铀235,235,它的主要部件列表如下它的主要部件列表如下:部件部件名称名称项目项目慢化剂慢化剂控制棒控制棒热循环热循环介质介质保护层保护层采用的采用的材料材
23、料石墨、重水或普石墨、重水或普通水通水(也叫轻水也叫轻水)镉镉水或液态钠水或液态钠很厚的水泥很厚的水泥外壳外壳作用作用降低中子速度降低中子速度,便便于铀于铀235235吸收吸收吸收中子吸收中子,控制反应控制反应速度速度把反应堆内把反应堆内的热量传输的热量传输出去出去屏蔽射线屏蔽射线,防止放射性防止放射性污染污染2.2.反应堆工作原理反应堆工作原理:(1)(1)热源热源:在核电站中在核电站中,核反应堆是热源核反应堆是热源,如图为简化的核反应堆示意图如图为简化的核反应堆示意图:铀棒是燃料铀棒是燃料,由天然铀或浓缩铀由天然铀或浓缩铀(铀铀235235的含量占的含量占2%2%4%)4%)制成制成,石墨
24、石墨(重重水水)为慢化剂为慢化剂,使反应生成的快中子变为慢中子使反应生成的快中子变为慢中子,便于铀便于铀235235的吸收的吸收,发发生裂变生裂变,慢化剂附在铀棒周围。慢化剂附在铀棒周围。(2)(2)控制棒控制棒:镉棒的作用是吸收中子镉棒的作用是吸收中子,控制反应速度控制反应速度,所以也叫控制棒。所以也叫控制棒。控制棒插入深一些控制棒插入深一些,吸收中子多吸收中子多,反应速度变慢反应速度变慢,插入浅一些插入浅一些,吸收中子吸收中子少少,反应速度加快反应速度加快,采用电子仪器自动调节控制棒插入深度采用电子仪器自动调节控制棒插入深度,就能控制就能控制核反应的剧烈程度。核反应的剧烈程度。(3)(3)
25、冷却剂冷却剂:核反应释放的能量大部分转化为内能核反应释放的能量大部分转化为内能,这时通过水、液态这时通过水、液态钠等作冷却剂钠等作冷却剂,在反应堆内外循环流动在反应堆内外循环流动,把内能传输出去把内能传输出去,用于推动蒸用于推动蒸汽机汽机,使发电机发电。使发电机发电。发生裂变反应时发生裂变反应时,会产生一些有危险的放射性物质会产生一些有危险的放射性物质,很厚的水泥防护层很厚的水泥防护层可以防止射线辐射到外面。可以防止射线辐射到外面。3.3.核电站发电的优点核电站发电的优点:(1)(1)消耗的核燃料少。消耗的核燃料少。(2)(2)作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大作为核燃料的铀、钍等在地球上
26、可采储量大,所能提供的能量大。所能提供的能量大。(3)(3)对环境的污染要比火力发电小。对环境的污染要比火力发电小。【典例示范】【典例示范】(多选多选)(2013)(2013广东高考广东高考)铀核裂变是核电站核能的铀核裂变是核电站核能的重要来源重要来源,其一种裂变反应式是其一种裂变反应式是下列说法正确的有下列说法正确的有()A.A.上述裂变反应中伴随着中子放出上述裂变反应中伴随着中子放出B.B.铀块体积对链式反应的发生无影响铀块体积对链式反应的发生无影响C.C.铀核的链式反应可人工控制铀核的链式反应可人工控制D.D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响铀核的半衰期会受到环境温度的影响2351144
27、89192056360UnBaKr 3n。【解题探究】【解题探究】(1)(1)链式反应有什么特点链式反应有什么特点?提示提示:反应产生的中子多于反应需要的中子。反应产生的中子多于反应需要的中子。铀块体积要大于临界体积。铀块体积要大于临界体积。(2)(2)原子核的半衰期由什么因素决定原子核的半衰期由什么因素决定?提示提示:由元素本身决定由元素本身决定,与原子核所处的物理、化学状态无关。与原子核所处的物理、化学状态无关。【正确解答】【正确解答】选选A A、C C。核裂变反应是重核被中子轰击后分裂成两个中。核裂变反应是重核被中子轰击后分裂成两个中等质量的原子核并放出若干个中子的反应等质量的原子核并放
28、出若干个中子的反应,A,A选项正确选项正确;铀块要发生链铀块要发生链式反应需达到一定的体积式反应需达到一定的体积,B,B选项错误选项错误;链式反应可人工控制用以建立链式反应可人工控制用以建立核电站核电站,C,C选项正确选项正确;原子核的半衰期由原子核本身的性质决定原子核的半衰期由原子核本身的性质决定,与其所与其所处的环境或状态无关处的环境或状态无关,D,D选项错误。选项错误。【过关训练】【过关训练】1.(1.(拓展延伸拓展延伸)【典例示范】【典例示范】中中,若铀核裂变放出的不是若铀核裂变放出的不是3 3个中子而个中子而是两个中子是两个中子,发生了如下的核反应发生了如下的核反应:则则a+ba+b
29、可能是可能是()【解析】【解析】选选D D。根据题中所给裂变反应方程。根据题中所给裂变反应方程,质量数守恒质量数守恒,电荷数守恒电荷数守恒,故故a+ba+b的质量数应为的质量数应为235+1-2=234,235+1-2=234,电荷数应为电荷数应为92,92,故只有故只有D D选项正确。选项正确。235119200Un a b 2 n，140931419254365636141931409456385438A.XeKrB.BaKrC.BaSrD.XeSr2.2.核反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置核反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置,它的主要它的主要组成部分是组成部分是
30、()A.A.原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统B.B.原子燃料、慢化剂、发热系统和传热系统原子燃料、慢化剂、发热系统和传热系统C.C.原子燃料、调速剂、碰撞系统和热系统原子燃料、调速剂、碰撞系统和热系统D.D.原子燃料、中子源、原子能聚存和输送系统原子燃料、中子源、原子能聚存和输送系统【解析】【解析】选选A A。核反应堆的主要部分包括。核反应堆的主要部分包括:燃料燃料,即浓缩铀即浓缩铀235;235;慢慢化剂化剂,采用石墨、重水或普通水采用石墨、重水或普通水;控制棒控制棒,控制链式反应的速度控制链式反应的速度;冷冷却系统却系统,水或液态钠等流体在反
31、应堆内外循环流动水或液态钠等流体在反应堆内外循环流动,把反应堆的热量传把反应堆的热量传输出去用于发电输出去用于发电,故故A A正确正确,B,B、C C、D D错。错。【补偿训练】【补偿训练】1.(1.(多选多选)关于核反应堆关于核反应堆,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.铀棒是核燃料铀棒是核燃料,裂变时释放核能裂变时释放核能B.B.镉棒的作用是控制反应堆的功率镉棒的作用是控制反应堆的功率C.C.石墨的作用是吸收中子石墨的作用是吸收中子D.D.冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能【解析】【解析】选选A A、B B、D D。铀棒是核燃料。铀棒是
32、核燃料,裂变时可放出能量裂变时可放出能量,故故A A正确正确;镉镉棒吸收中子的能力很强棒吸收中子的能力很强,作用是调节中子数目以控制反应速度作用是调节中子数目以控制反应速度,即控制即控制反应堆功率反应堆功率,故故B B正确正确;慢中子最容易引发核裂变慢中子最容易引发核裂变,所以在快中子碰到铀所以在快中子碰到铀棒前要进行减速棒前要进行减速,石墨的作用是使中子减速石墨的作用是使中子减速,故故C C错误错误;水或液态金属钠水或液态金属钠等流体在反应堆内外循环流动等流体在反应堆内外循环流动,把反应堆内的热量传输出去把反应堆内的热量传输出去,用于发电用于发电,同时也使反应堆冷却同时也使反应堆冷却,控制温
33、度控制温度,故故D D正确。正确。2.2.现已建成的核电站发电的能量来自于现已建成的核电站发电的能量来自于()A.A.天然放射性元素衰变放出的能量天然放射性元素衰变放出的能量B.B.人工放射性同位素放出的能量人工放射性同位素放出的能量C.C.重核裂变放出的能量重核裂变放出的能量D.D.化学反应放出的能量化学反应放出的能量【解析】【解析】选选C C。现在核电站所用原料主要是铀。现在核电站所用原料主要是铀,利用铀裂变放出的核能利用铀裂变放出的核能发电发电,故故C C项正确。项正确。【误区警示】【误区警示】对重核裂变的三个误区对重核裂变的三个误区(1)(1)误认为既然重核裂变时有质量亏损误认为既然重
34、核裂变时有质量亏损,那重核裂变时质量就不守恒那重核裂变时质量就不守恒,因此质量数也不守恒。产生这种误区的原因是对重核裂变反应的本质因此质量数也不守恒。产生这种误区的原因是对重核裂变反应的本质及核反应的规律理解不到位。核反应遵守的是质量数和电荷数守恒而及核反应的规律理解不到位。核反应遵守的是质量数和电荷数守恒而非质量守恒非质量守恒,只有反应前后有质量亏损只有反应前后有质量亏损,核反应才能向外释放出能量。核反应才能向外释放出能量。(2)(2)误把核反应方程中的单向箭头写成等号。产生这种误区的原因是误把核反应方程中的单向箭头写成等号。产生这种误区的原因是把核反应方程和化学方程式混淆了把核反应方程和化
35、学方程式混淆了,核反应方程一般都是不可逆的核反应方程一般都是不可逆的,所所以核反应方程只能用单向箭头表示核反应的方向以核反应方程只能用单向箭头表示核反应的方向,而不能用等号来连而不能用等号来连接。接。(3)(3)误认为只要满足反应前后电荷数和质量数相等的核反应一定能够误认为只要满足反应前后电荷数和质量数相等的核反应一定能够发生。产生这种误区的原因是对核反应的规律理解太机械发生。产生这种误区的原因是对核反应的规律理解太机械,核反应要核反应要以实验为基础写出生成物的种类以实验为基础写出生成物的种类,即所书写的核反应方程必须是能够即所书写的核反应方程必须是能够真实发生的真实发生的,不能仅仅依据质量数
36、和电荷数守恒编造不存在的核反应不能仅仅依据质量数和电荷数守恒编造不存在的核反应方程。方程。【拓展例题】【拓展例题】考查内容考查内容:裂变过程的核能计算裂变过程的核能计算【典例示范】【典例示范】用中子轰击铀核用中子轰击铀核(),(),其中的一个可能反应是分裂其中的一个可能反应是分裂成钡成钡()()和氪和氪()()两部分两部分,放出放出3 3个中子。各个核和中子的质量个中子。各个核和中子的质量如下如下:m mU U=390.3139=390.31391010-27-27kg,mkg,mn n=1.6749=1.67491010-27-27kgkgm mBaBa=234.0016=234.00161
37、010-27-27kg,mkg,mKrKr=152.6047=152.60471010-27-27kgkg试写出核反应方程试写出核反应方程,算出反应中释放的核能。算出反应中释放的核能。23592U14156Ba9236Kr【正确解答】【正确解答】根据反应前后核的质量数守恒、核电荷数守恒和反应中根据反应前后核的质量数守恒、核电荷数守恒和反应中的能量守恒的能量守恒,可以写出核反应方程为可以写出核反应方程为 核反应前后的质量亏损为核反应前后的质量亏损为m=mm=mU U+m+mn n-m-mBaBa-m-mKrKr-3m-3mn n=0.3578=0.35781010-27-27kgkg由爱因斯坦质能方程可得释放的核能为由爱因斯坦质能方程可得释放的核能为E=mcE=mc2 2=0.3578=0.35781010-27-27(3(310108 8)2 2J J=3.2202=3.22021010-11-11J J。答案答案:3.22023.22021010-11-11J J123514192109256360nUBaKr 3n123514192109256360nUBaKr 3n
