學(xué)而優(yōu)教有方第4、5節(jié)核裂變與核聚變、“基本”粒子【知識梳理與方法突破】1.重核裂變的理解（1）重核裂變是中子轟擊質(zhì)量數(shù)較大的原子核，使之分裂成中等質(zhì)量的原子核，同時釋放大量的能量，放出更多的中子的過程。（2）重核的裂變是放能核反應(yīng)，原因是核反應(yīng)前后質(zhì)量有虧損，根本原因是重核的比結(jié)合能相比中等質(zhì)量的核的比結(jié)合能要小。所以在重核分解為兩個中等質(zhì)量核的過程中要釋放能量，而且釋放的能量遠(yuǎn)大于它俘獲中子時得到的能量。（3）鈾的同位素中鈾235比鈾238更易發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。2.常見的裂變方程（1）?（2）?3.核電站的主要組成及其作用核電站的核心設(shè)施是核反應(yīng)堆，反應(yīng)堆用的核燃料是鈾235，它的主要部件如表：部件名稱慢化劑控制棒熱循環(huán)介質(zhì)保護(hù)層采用的材料石墨、重水或普通水（也叫輕水）鎘水或液態(tài)鈉很厚的水泥外殼作用降低中子速度，便于鈾235吸收吸收中子，控制反應(yīng)速度把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去屏蔽射線，防止放射性污染4.反應(yīng)堆工作原理（1）熱源：在核電站中，核反應(yīng)堆是熱源，如圖為簡化的核反應(yīng)堆示意圖：鈾棒是燃料，由天然鈾或濃縮鈾（鈾235的含量占2%～4%）制成，石墨（重水）為慢化劑，使反應(yīng)生成的快中子變?yōu)槁凶樱阌阝?35吸收，發(fā)生裂變，慢化劑附在鈾棒周圍。（2）控制棒：鎘棒的作用是吸收中子，控制反應(yīng)速度，所以也叫控制棒。采用電子儀器自動調(diào)節(jié)控制棒插入深度，就能控制核反應(yīng)的劇烈程度。（3）冷卻劑：核反應(yīng)釋放的能量大部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這時通過水、液態(tài)鈉等作冷卻劑，在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動，把熱量傳輸出去，用于發(fā)電。（4）保護(hù)層：發(fā)生裂變反應(yīng)時，會產(chǎn)生一些有危險的放射性物質(zhì)，很厚的水泥防護(hù)層可以防止射線輻射到外面。5.核聚變的特點（1）從比結(jié)合能的圖線看，輕核聚變后比結(jié)合能增加，因此聚變反應(yīng)是一個放能反應(yīng)。（2）在消耗相同質(zhì)量的核燃料時，輕核聚變比重核裂變釋放出更多的能量。（3）熱核反應(yīng)一旦發(fā)生，就不再需要外界給它能量，靠自身產(chǎn)生的熱就可以使反應(yīng)進(jìn)行下去。（4）普遍性：熱核反應(yīng)在宇宙中時時刻刻地進(jìn)行著，太陽就是一個巨大的熱核反應(yīng)堆。6.核聚變的應(yīng)用（1）核武器——氫彈：一種不需要人工控制的輕核聚變反應(yīng)裝置。它利用彈體內(nèi)的原子彈爆炸產(chǎn)生的高溫高壓引發(fā)熱核爆炸。（2）可控?zé)岷朔磻?yīng)：目前處于探索階段。7.粒子的分類分類參與的相互作用發(fā)現(xiàn)的粒子備注強(qiáng)子參與強(qiáng)相互作用質(zhì)子、中子強(qiáng)子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由“夸克”構(gòu)成；強(qiáng)子又分為介子和重子兩類輕子不參與強(qiáng)相互作用電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子未發(fā)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)規(guī)范玻色子傳遞各種相互作用光子、中間玻色子、膠子光子傳遞電磁相互作用，中間玻色子傳遞弱相互作用，膠子傳遞強(qiáng)相互作用希格斯玻色子希格斯玻色子是希格斯場的量子激發(fā)。基本粒子因與希格斯場耦合而獲得質(zhì)量。2012年，歐洲核子研究中心利用大型強(qiáng)子對撞機(jī)發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子【例】我國秦山核電站第三期工程中有兩組60萬千瓦的發(fā)電機(jī)組，發(fā)電站的核能來源于的裂變，下列說法正確的是（）A．原子核中有92個質(zhì)子，143個中子B．的一種可能裂變是變成兩個中等質(zhì)量的原子核，反應(yīng)方程為U＋n→Xe＋Sr＋2nC．是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度半衰期縮短D．一個裂變能放出200MeV的能量，約3.2×10－11J【針對訓(xùn)練】我國最新一代核聚變裝置“EAST”在安徽合肥首次放電，顯示了“EAST”裝置具有良好的整體性能，使等離子體約束時間達(dá)1000s，溫度超過1億攝氏度，這標(biāo)志著我國磁約束核聚變研究進(jìn)入國際先進(jìn)水平。合肥也成為世界上第一個建成此類全超導(dǎo)非圓截面核聚變實驗裝置并能實際運行的地方。核聚變的主要原料是氘，在海水中含量極其豐富。已知氘核的質(zhì)量為m1，中子的質(zhì)量為m2，的質(zhì)量為m3，質(zhì)子的質(zhì)量為m4，則下列說法中正確的是（）A．兩個氘核聚變成一個所產(chǎn)生的另一個粒子是質(zhì)子B．兩個氘核聚變成一個所產(chǎn)生的另一個粒子是中子C．兩個氘核聚變成一個所釋放的核能為(2m1-m3-m4)c2D．兩個氘核聚變成一個所釋放的核能為(2m1-m3-m2)c2【對點檢測】1．下面列出的是一些核反應(yīng)方程，針對核反應(yīng)方程下列說法正確的是（）①②③④A．核反應(yīng)方程①是重核裂變，X是粒子B．核反應(yīng)方程②是輕核聚變，Y是中子C．核反應(yīng)方程③是太陽內(nèi)部發(fā)生的核聚變，K是正電子D．核反應(yīng)方程④是衰變方程，M是中子2．原子彈和核電站的根本區(qū)別是（）A．原子彈利用核裂變，核電站利用核聚變B．原子彈利用核聚變，核電站利用核裂變C．原子彈對裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度D．原子彈對聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度3．關(guān)于鈾核的裂變，下列說法中正確的是（）A．鈾核裂變的產(chǎn)物一定是鋇和氪B．鈾核裂變時，還能同時釋放2~3個中子C．為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生，最好用純鈾238D．鈾塊的體積對于產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)無影響4．在反應(yīng)堆中，為了使中子的速度減慢，可選用作為中子減速劑的物質(zhì)是(

)．A．氫 B．鈾 C．鎘 D．水5．一個氘核和一個氚核聚合成一個氦核的反應(yīng)方程是H＋H→He＋n，此反應(yīng)過程產(chǎn)生的質(zhì)量虧損為Δm。已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，真空中的光速為c。若1mol氘和1mol氚完全發(fā)生核反應(yīng)生成氦，則在這個核反應(yīng)中釋放的能量為（）A．NAΔmc2 B．NAΔmc2C．2NAΔmc2 D．5NAΔmc26．下列說法中正確的是（）A．目前人類已掌握了可控裂變反應(yīng)技術(shù)B．目前人類已掌握了可控聚變反應(yīng)技術(shù)C．對于裂變和聚變?nèi)祟惗伎梢钥刂屏薉．對于裂變和聚變?nèi)祟惸壳吧胁荒茏龅娇刂?．關(guān)于核反應(yīng)堆中用鎘棒控制反應(yīng)速度的原理，下列說法正確的是（

）A．鎘棒能釋放中子，依靠釋放的多少控制反應(yīng)速度B．用鎘棒插入的多少控制快中子變?yōu)槁凶拥臄?shù)量C．利用鎘棒對中子吸收能力強(qiáng)的特點，依靠插入的