5.2 裂變及其應(yīng)用

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1、5.2裂變及其應(yīng)用★新課標(biāo)要求（一）知識(shí)與技能1．知道核裂變的概念，知道重核裂變中能釋放出巨大的能量。2．知道什么是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。3．會(huì)計(jì)算重核裂變過程中釋放出的能量。4．知道什么是核反應(yīng)堆。了解常用裂變反應(yīng)堆的類型，了解核電站及核能發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)。（二）過程與方法1．通過對(duì)核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)關(guān)系的理解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力及應(yīng)用教學(xué)圖像處理物理問題的能力。2．通過讓學(xué)生自己閱讀課本，查閱資料，培養(yǎng)學(xué)生歸納與概括知識(shí)的能力和提出問題的能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)、探求真理的激情，樹立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生基本

2、的科學(xué)素養(yǎng)，通過核能的利用，思考科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系。2．通過教學(xué)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到和平利用核能及開發(fā)新能源的重要性。3．確立世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)變化的，而變化過程必然遵循能量守恒的觀點(diǎn)?！锝虒W(xué)重點(diǎn)1．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及其釋放核能的計(jì)算。2．重核裂變的核反應(yīng)方程式的書寫。★教學(xué)難點(diǎn)通過核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)的關(guān)系，推理得出由質(zhì)量數(shù)較大的原子核分裂成質(zhì)量數(shù)較小的原子核釋放能量這一結(jié)論?！锝虒W(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。★教學(xué)用具：多媒體教學(xué)設(shè)備一套：可供實(shí)物投影、放像、課件播放等?！镎n時(shí)安排1課時(shí)★教學(xué)過程（一）引入新課教師：假如某天一顆原子

3、彈被丟在你的面前你要做的第一反應(yīng)是什么?學(xué)生：逃跑-----教師：如果是我，我會(huì)趕緊把它撿回家。因?yàn)樗靛X了，我要考慮把它賣掉，因?yàn)?G武器鈾價(jià)值1W美金是現(xiàn)在金價(jià)的200多倍。這是玩笑話，我們是沒機(jī)會(huì)撿到這玩意的。但這個(gè)笑話說明一個(gè)事實(shí)：鈾的價(jià)值的確是高，高在哪？等我們學(xué)了本節(jié)課就知道了（二）進(jìn)行新課1．核裂變提問：核裂變的特點(diǎn)是什么？猜想裂變的發(fā)生機(jī)制是什么？讓學(xué)生閱讀課本核裂變部分內(nèi)容，分小組討論。每一小組由一位同學(xué)陳述小組討論的結(jié)果。學(xué)生回答：（1）重核分裂成質(zhì)量較小的核的反應(yīng)，稱為裂變。（2）中子進(jìn)入重核內(nèi)部，使原子核變成處

4、于激發(fā)態(tài)的復(fù)核，核子劇烈運(yùn)動(dòng)，使核變成不規(guī)則的狀態(tài)，核子間距增大到超出核力作用距離……教師總結(jié)：重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為裂變。2、鈾核的裂變（1）鈾核的裂變的一種典型反應(yīng)。提問：鈾核的裂變的產(chǎn)物是多樣的，最典型的一種核反應(yīng)方程式是什么樣的？讓學(xué)生閱讀課本核裂變部分內(nèi)容分小組討論每一小組由一位同學(xué)陳述小組討論的結(jié)果。學(xué)生回答：如果核子武器或者核反應(yīng)堆只發(fā)生一次這樣的裂變，釋放的能量以及反應(yīng)堆中核燃料的利用率會(huì)很高么？（2）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：提問：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是怎樣進(jìn)行的？學(xué)生回答：這種由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)

5、下去的過程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。點(diǎn)評(píng)：學(xué)生用自己的語言敘述，基本正確即可。再讓學(xué)生看鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的動(dòng)畫演示（3）發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件-----臨界體積（臨界質(zhì)量）：提問：為什么鏈?zhǔn)椒磻?yīng)需要一個(gè)臨界體積（臨界質(zhì)量）？學(xué)生回答：……教師總結(jié)：必須要保證初級(jí)階段裂變釋放的的中子有核可擊，那就要求“目標(biāo)”足夠多。（4）裂變反應(yīng)中的能量的計(jì)算。裂變前的質(zhì)量：kg，kg裂變后的質(zhì)量：kg，kg，kg，學(xué)生計(jì)算：質(zhì)量虧損：kg，J=201MeV知識(shí)總結(jié)：由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

6、的最小體積叫做它的臨界體積。鈾核裂變的產(chǎn)物不同，釋放的能量也不同。3、裂變反應(yīng)堆提問：裂變反應(yīng)堆各組成部分在核反應(yīng)中起什么作用？讓學(xué)生閱讀課本核電站部分內(nèi)容，分小組討論。每一小組由一位同學(xué)陳述小組討論的結(jié)果。學(xué)生回答：鈾棒由濃縮鈾制成，作為核燃料。學(xué)生回答：控制棒由鎘做成，用來控制反應(yīng)速度。學(xué)生回答：減速劑由石墨、重水或普通水（有時(shí)叫輕水）做成，用來跟快中子碰撞，使快中子能量減少，變成慢中子，以便讓U235俘獲。學(xué)生回答：冷卻劑由水或液態(tài)的金屬鈉等流體做成，在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出，確保反應(yīng)堆的安全。學(xué)生回答：水泥防

7、護(hù)層用來屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線，防止核輻射。教師（提問）：常見幾種反應(yīng)堆的類型？他們的優(yōu)缺點(diǎn)如如何？4、例題例題1、下列核反應(yīng)中，表示核裂變的是（）A、B、C、D、分析：核反應(yīng)中有四種不同類型的核反應(yīng)，它們分別是衰變、人工轉(zhuǎn)變、重核裂變、輕核聚變。其中衰變中有衰變、衰變等。是衰變，是衰變，是人工轉(zhuǎn)變，只的C選項(xiàng)是重核裂變。學(xué)生回答：解：表示核裂變的是C點(diǎn)評(píng)：培養(yǎng)學(xué)生的擴(kuò)散散性思維。例題2、秦山核電站第一期工程裝機(jī)容量為30萬kW，如果1g鈾235完全裂變時(shí)產(chǎn)生的能量為8.21010J，并且假定產(chǎn)生的能量都變成了電能，那么，每年要消耗

8、多少鈾235?（一年按365天計(jì)算）學(xué)生回答：解：核電站每天的發(fā)電量為W=Pt=3×108×24×3600J=2.592×1013J.每年的發(fā)電量W總=365W=9.46×1015J而1g鈾完全裂變時(shí)產(chǎn)生的