［学习目标］1.知道什么是核裂变、核聚变和链式反应，知道链式反应和核聚变的条件(重点)。2.会书写核裂变和核聚变方程，会利用质量亏损计算核裂变和核聚变产生的核能(重难点)。3.了解核反应堆的工作原理，知道如何控制核反应的速度。
一、核裂变的发现
1964年10月16日，中国第一颗原子弹在罗布泊的荒漠上爆炸成功，其爆炸力相当于1.8万吨TNT炸药。爆炸时安放原子弹的钢塔全部熔化，在半径400m的范围内，沙石都被烧成黄绿色的玻璃状物质，半径1600m范围内所有动植物全部死亡。巨大的核能是从哪里来的？
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1.核裂变：铀核在被轰击后分裂成两块质量差不多的碎块，这类核反应定名为核裂变。
2.铀核裂变
用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是
U
n
Ba
Kr+。
3.链式反应
中子轰击重核发生裂变后，裂变释放的中子继续与其他重核发生反应，引起新的核裂变，使核裂变反应一代接一代继续下去，这样的过程叫作核裂变的反应。
4.临界体积和临界质量：核裂变物质能够发生反应的体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质量。
5.核裂变的能量：重核裂变为中等质量的原子核、发生质量亏损，所以能量。
如图所示为核裂变示意图。
(1)重核裂变是一种天然现象吗？
(2)只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗？
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例1(2023·宜宾市模拟)铀核
U)是核反应主要原料之一，其中一种核反应方程为
U
n
Xe
Sr+10K。下列说法正确的是( )
A.该核反应是重核裂变反应，其中K是中子
B.该核反应产物的放射性可以通过人工手段去消除
C.该核反应产物的结合能之和等于核反应前反应物的结合能之和
D.核反应时释放能量，根据E=mc2，核反应后的总质量数减少
1.重核裂变是中子轰击质量较大的原子核，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，原因是核反应前后有质量亏损，根本原因是重核的平均结合能比中等质量的核的平均结合能小。所以在重核裂变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。
例2若
U俘获一个中子裂变成
Sr及
Xe两种新核，且三种原子核的质量分别为235.043 9 u、89.907 7 u和135.907 2 u，中子质量为1.008 7 u。(1 u相当于931.5 MeV的能量)
(1)写出铀核裂变的核反应方程；
(2)求一个
U俘获一个中子发生上述裂变所释放的能量。(结果保留2位有效数字)
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1.核电站：利用核能发电，它的核心设施是，它的主要组成部分：
组成部分 | 材料 | 作用 |
裂变材料 (核燃料) | (浓缩铀) | 提供核燃料 |
减速剂 (慢化剂) | 、或普通水(也叫轻水) | 使裂变产生的快中子减速 |
控制棒 | | 吸收中子，控制反应速度 |
热交换器 | 或液 态的 | 传输热量 |
防护层 | 厚层 | 防止放射线泄漏，对人体及其他生物体造成伤害 |
2.工作原理
(1)核燃料发生释放能量，使反应区温度升高。
(2)能量输出：水或液态的金属钠等流体在反应堆内外，把反应堆内的传输出去，用于，同时也使反应堆冷却。
3.核污染的处理
在反应堆的外面需要修建很厚的，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线。核废料具有很强的，需要装入特制的容器，。
例3如图为普通核反应堆的结构示意图，通过铀235链式反应实现核能的可控释放。下列关于核反应堆工作中的说法正确的是( )
A.正常运行的反应堆，水泥防护层外能检测到大量α粒子
B.中子速度越快越容易发生链式反应
C.通过改变镉棒的插入深度来控制反应速度
D.铀核裂变时释放能量的多少与生成物种类无关
三、核聚变
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