1、5.2 裂变及其应用 新课标要求 （一）知识与技能 1知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量。 2知道什么是链式反应。 3会计算重核裂变过程中释放出的能量。 4知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺 点。 （二）过程与方法 1通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用 教学图像处理物理问题的能力。 2通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题 的能力。 （三）情感、态度与价值观 1激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的 科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会
2、的关系。 2通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。 3确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。 教学重点 1链式反应及其释放核能的计算。 2重核裂变的核反应方程式的书写。 教学难点 通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数 较小的原子核释放能量这一结论。 教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具： 多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。 课时安排 1 课时 教学过程 （一）引入新课 教师：假如某天一颗原子弹被丢在你的面前你要做的第一反应是什么? 学生：逃跑- 教师：如果是我，我会赶紧把它
3、捡回家。因为它太值钱了，我要考虑把它卖掉，因为 1G 武器铀价值 1W 美金是现在金价的 200 多倍。这是玩笑话，我们是没机会捡到这玩意的。 但这个笑话说明一个事实：铀的价值的确是高，高在哪？等我们学了本节课就知道了 （二）进行新课 1核裂变 提问：核裂变的特点是什么？猜想裂变的发生机制是什么？ 让学生阅读课本核裂变部分内容，分小组讨论。每一小组由一位同学陈述小组讨论的 结果。 学生回答：（1）重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变。 （2）中子进入重核内部，使原子核变成处于激发态的复核，核子剧烈运动，使核变成 不规则的状态，核子间距增大到超出核力作用距离 教师总结：重核分裂成质量较小的核，
4、释放出核能的反应，称为裂变。 2、铀核的裂变 （1）铀核的裂变的一种典型反应。 提问：铀核的裂变的产物是多样的，最典型的一种核反应方程式是什么样的？ 让学生阅读课本核裂变部分内容 分小组讨论 每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。 学生回答： 23514921905630UnBaKrn 如果核子武器或者核反应堆只发生一次这样的裂变，释放的能量以及反应堆中核燃料 的利用率会很高么？ （2）链式反应： 提问：链式反应是怎样进行的？ 学生回答：这种由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做 核裂变的链式反应。 点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。 再让学生看链式反应的动画演示
5、 （3）发生链式反应的条件-临界体积（临界质量）： 提问：为什么链式反应需要一个临界体积（临界质量）？ 学生回答： 教师总结：必须要保证初级阶段裂变释放的的中子有核可击，那就要求“目标”足够 多。 （4）裂变反应中的能量的计算。 裂变前的质量： kg， kg271039.Um2710649.nm 裂变后的质量： kg， kg， kg，27106.234Bam271064.5Krm27104.53nm 学生计算：质量亏损： kg，2758. J=201MeV2827)10.3(3.0cE 知识总结：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂 变的链式反应。裂变物质能够发生链
6、式反应的最小体积叫做它的临界体积。铀核裂变的产 物不同，释放的能量也不同。 3、裂变反应堆 提问：裂变反应堆各组成部分在核反应中起什么作用？ 让学生阅读课本核电站部分内容，分小组讨论。每一小组由一位同学陈述小组讨论的 结果。 学生回答：铀棒由浓缩铀制成，作为核燃料。 学生回答：控制棒由镉做成，用来控制反应速度。 学生回答：减速剂由石墨、重水或普通水（有时叫轻水）做成，用来跟快中子碰撞， 使快中子能量减少，变成慢中子，以便让 U235 俘获。 学生回答：冷却剂由水或液态的金属钠等流体做成，在反应堆内外循环流动，把反应 堆内的热量传输出，确保反应堆的安全。 学生回答：水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出
7、的各种射线，防止核辐射。 教师（提问）：常见几种反应堆的类型？他们的优缺点如如何？ 4、例题 例题 1、下列核反应中，表示核裂变的是（ ） A、 238234990UThHe B、 14671CN C、 2354921905630nBaKrn D、 1420eH 分析：核反应中有四种不同类型的核反应，它们分别是衰变、人工转变、重核裂变、 轻核聚变。其中衰变中有 衰变、 衰变等。 是 衰变，238234990UThe 是 衰变，14671CN 是人工转变，只的 C 选项是重核裂变。924260BeHn 学生回答： 解：表示核裂变的是 C23514921905630UnBaKrn 点评：培养学生的
8、扩散散性思维。 例题 2、秦山核电站第一期工程装机容量为 30 万 kW，如果 1g 铀 235 完全裂变时产生 的能量为 8.2 1010 J，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，每年要消耗多少铀 235?（一年按 365 天计算） 学生回答： 解：核电站每天的发电量为 W=Pt=3108243600 J=2.5921013 J. 每年的发电量 W 总 =365W=9.461015 J 而 1 g 铀完全裂变时产生的能量为 8.21010 J. 所以，每年消耗的铀的量为 15209.46.082mkgk 点评：培养学生推理及公式演算的能力。注意速度单位的换算，运算过程中带单位运 算。适当进
9、行爱国主义教育。 （三）课堂小结 通过本堂课的学习，主要让学生知道核裂变的概念，知道什么是链式反应，会计算重 核裂变过程中释放出的能量，知道什么是核反应堆，了解核电站及核能发电的优缺点。 本堂课的学习主要采用让学生自学阅读、小组相互交流、师生共同概括，学生讨论等 方式来组织教学，主要培养学生合作式学习的能力，自主学习的能力和习惯。让学生树立 实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养。 （四）作业： 请学生课后阅读课本内容，巩固课堂学习的知识。 备课体会 本节内容比较抽象，应让学生多思考、多总结、多归纳，体验知识的获得过程，加强对知 识的理解。让学生树立实事求是的科学态度，培养学生严谨、踏实的科学素养，通过核能 的利用，思考科学与社会的关系。
