磁场的应用 5课件+教学案+跟踪检测：第19章 原子核 （19份打包）(8)

1．自主思考——判一判

(1)铀块的质量大于临界质量时链式反应才能不停地进行下去。(√)

(2)铀核裂变时能释放出多个中子。(√)

(3)控制棒是通过吸收中子多少来控制链式反应速度的。(√)

(4)核裂变释放的大量核能是通过在反应堆内外循环流动的液体传输出去的。(√)

(5)核电废料难以处理，对环境的污染比火电大。(×)

2．合作探究——议一议

(1)铀核的裂变是一种天然放射现象吗？

提示：不是。铀核在受到中子轰击后才发生裂变，不是天然放射现象，属于核反应。

(2)铀核裂变的核反应方程是唯一的吗？

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，最好利用纯铀235。

[典例]1938年哈恩用中子轰击铀核，发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线。下列关于这个实验的说法中正确的是()

A．这个实验的核反应方程是U＋n→Ba＋Kr＋n

B．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和

C．这个反应中释放出的能量不可以用爱因斯坦的质能方程来计算

D．实验中产生的γ射线穿透能力极强

[思路点拨]

(1)核反应方程必须满足质量数守恒和核电荷数守恒。

(2)核反应为放能反应时反应前粒子的质量之和一定大于反应后粒子的质量之和。

[解析]根据质量数守恒、电荷数守恒，铀核裂变的核反应方程应为：U＋n―→Ba＋Kr＋3n，选项A不正确；铀核裂变过程中产生γ射线，放出能量，发生质量亏损，释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算，选项B、C不正确；核反应中产生的γ射线，穿透能力极强，是能量极高的光子，选项D正确。

[答案]D

对重核裂变的两点理解

(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，放出更多的中子的过程。

(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，根本原因是重核的比结合能相比中等质量的核的比结合能要小。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。