高三物理教案 核裂變
核裂變
三維教學目標
1、知識與技能
(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)知道什么是鏈式反應;
(3)會計算重核裂變過程中釋放出的能量;
(4)知道什么是核反應堆。了解常用裂變反應堆的類型，了解核電站及核能發(fā)電的優(yōu)缺點。
2、過程與
方法
(1)通過對核子平均質量與原子序數關系的理解，培養(yǎng)學生的邏輯推理
能力及應用教學圖像處理物理問題的
能力;
(2)通過讓學生自己閱讀課本，查閱
資料，培養(yǎng)學生歸納與概括知識的能力和提出問題的能力。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)激發(fā)學生熱愛科學、探求真理的激情，樹立實事求是的科學態(tài)度，培養(yǎng)學生基本的科學素養(yǎng)，通過核能的利用，思考科學與社會的關系;
(2)通過教學，讓學生認識到和平利用核能及開發(fā)新能源的重要性;
(3)確立世界是物質的，物質是運動變化的，而變化過程必然遵循能量守恒的觀點。
教學重點：鏈式反應及其釋放核能的計算;重核裂變的核反應方程式的書寫。
教學難點：通過核子平均質量與原子序數的關系，推理得出由質量數較大的原子核分裂成質量數較小的原子核釋放能量這一結論。
教學方法：教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。
教學用具：多媒體教學設備一套：可供實物投影、放像、課件播放等。
(一)引入新課
大家都知道在第二次世界大戰(zhàn)即將結束的時候，美國于1945年8月6日、9日先后在日本的廣島、長崎上空投下了兩顆原子彈，剎那間，這兩座曾經十分美麗的城市變成一片廢墟。大家還知道目前世界上有少數國家建成了許多核電站，我國也相繼建成了浙江秦山核電站和廣東大亞灣核電站等。我想，現在大家一定想知道原子彈爆炸及核發(fā)電的原理，那么，我們這節(jié)課就來學習裂變，通過學習，大家就會對上述問題有初步的了解。
(二)進行新課
1、核裂變(fission)
提問：核裂變的特點是什么?(重核分裂成質量較小的核的反應，稱為裂變)
總結：重核分裂成質量較小的核，釋放出核能的反應，稱為裂變。
提問：是不是所有的核裂變都能放出核能?(只有核子平均質量減小的核反應才能放出核能)
總結：不是所有的核反應都能放出核能，有的核反應，反應后生成物的質量比反應前的質量大，這樣的核反應不放出能量，反而在反應過程中要吸收大量的能量。只有重核裂變和輕核聚變能放出大量的能量。
2、鈾核的裂變
(1)鈾核的裂變的一種典型反應。
提問：鈾核的裂變的產物是多樣的，最典型的一種核反應方程式是什么樣的?
(2)鏈式反應：
提問：鏈式反應〔chain reaction〕是怎樣進行的?(這種由重核裂變產生的中子使裂變反應一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈式反應)
(3)臨界體積(臨界質量)：
提問：什么是臨界體積(臨界質量)?(通常把裂變物質能夠發(fā)生鏈式反應的最小體積叫做它的臨界體積，相應的質量叫做臨界質量)
(4)裂變反應中的能量的計算。
裂變前的質量：
kg， kg
裂變后的質量：
kg， kg， kg，
學生計算：質量虧損：
kg，
J=201MeV
總結：由重核裂變產生的中子使裂變反應一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈式反應。裂變物質能夠發(fā)生鏈式反應的最小體積叫做它的臨界體積。鈾核裂變的產物不同，釋放的能量也不同。
3、核電站
提問：核核反應堆各組成部分在核反應中起什么作用?
學生回答：鈾棒由濃縮鈾制成，作為核燃料。
學生回答：控制棒由鎘做成，用來控制反應速度。
學生回答：減速劑由石墨、重水或普通水(有時叫輕水)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。
學生回答：冷卻劑由水或液態(tài)的金屬鈉等流體做成，在反應堆內外循環(huán)流動，把反應堆內的熱量傳輸出，確保反應堆的安全。
學生回答：水泥防護層用來屏蔽裂變產物放出的各種射線，防止核輻射。
提問：核能發(fā)電的優(yōu)點、缺點?
優(yōu)點：①污染小;②可采儲量大;③比較經濟。
缺點：①一旦核泄漏會造成嚴重的核污染;②核廢料處理困難。
點評：學生用自己的語言敘述，基本正確即可。
補充：了解常用裂變反應堆的類型：秦山二期、大亞灣二期是壓水堆，秦山三期是沸水堆。
例題1、下列核反應中，表示核裂變的是( )
A、 B、
C、 D、
分析：核反應中有四種不同類型的核反應，它們分別是衰變、人工轉變、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， 是人工轉變，只的C選項是重核裂變。
解：表示核裂變的是C
例題2、秦山核電站第一期工程裝機容量為30萬kW，如果1g鈾235完全裂變時產生的能量為8.2 1010 J，并且假定產生的能量都變成了電能，那么，每年要消耗多少鈾235?(一年按365天計算)
學生回答：
解：核電站每天的發(fā)電量為W=Pt=3×108×24×3600 J=2.592×1013 J，每年的發(fā)電量W總=365W=9.46×1015 J而1 g鈾完全裂變時產生的能量為：8.2×1010 J 所以，每年消耗的鈾的量為：
點評：培養(yǎng)學生推理及公式演算的能力。注意速度單位的換算，運算過程中帶單位運算。適當進行愛國主義
教育。
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