1、第十九章 原子核新課標要求1內容標準 （1）知道原子核的組成。知道放射性和原子核的衰變。會用半衰期描述衰變速度，知道半衰期的統(tǒng)計意義。 （2）了解放射性同位素的應用。知道射線的危害和防護。 例1 了解放射性在醫(yī)學和農業(yè)中的應用。 例2 調查房屋裝修材料和首飾材料中具有的放射性，了解相關的國家標準。 （3）知道核力的性質。能簡單解釋輕核與重核內中子數、質子數具有不同比例的原因。會根據質量數守恒和電荷守恒寫出核反應方程。 （4）認識原子核的結合能。知道裂變反應和聚變反應。關注受控聚變反應研究的進展。 （5）知道鏈式反應的發(fā)生條件。了解裂變反應堆的工作原理。了解常用裂變反應堆的類型。知道核電站的工作

2、模式。 （6）通過核能的利用，思考科學技術與社會的關系。 例3 思考核能開發(fā)帶來的社會問題。 （7）初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理學的基礎知識。 例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。 2活動建議： （1）通過查閱資料，了解常用的射線檢測方法。 （2）觀看有關核能利用的錄像片。 （3）舉辦有關核能利用的科普講座。新課程學習197 核聚變新課標要求（一）知識與技能1了解聚變反應的特點及其條件.2了解可控熱核反應及其研究和發(fā)展.3知道輕核的聚變能夠釋放出很多的能量,如果能加以控制將為人類提供廣闊的能源前景。（二）過程與方法通過讓學生自己閱讀課本，培養(yǎng)他們歸納與概括知識的能力和提出問

3、題的能力（三）情感、態(tài)度與價值觀1通過學習，使學生進一步認識導科學技術的重要性，更加熱愛科學、勇于獻身科學。2認識核能的和平利用能為人類造福，但若用于戰(zhàn)爭目的將給人類帶來災難，希望同學們努力學習，為人類早日和平利用核聚變能而作出自己的努力。教學重點聚變核反應的特點。教學難點聚變反應的條件。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。課時安排1 課時教學過程（一）引入新課教師：1967年6月17日，我國第一顆氫彈爆炸成功。從第一顆原子彈爆炸成功到第一顆氫彈爆炸成功，我國僅用了兩年零八個月。前蘇聯用了四年，美國用了7年。氫彈爆炸釋放核能是通

4、過輕核的聚變來實現的。這節(jié)課我們就來研究聚變的問題.學生：學生認真仔細地聽課點評：通過介紹我國第一氫彈爆炸，激發(fā)同學們的愛國熱情。（二）進行新課1聚變及其條件提問：請同學們閱讀課本第一段，回答什么叫輕核的聚變？學生仔細閱讀課文學生回答：兩個輕核結合成質量較大的核，這樣的反應叫做聚變。投影材料一：核聚變發(fā)展的歷史進程1提問：請同學們再看看比結合能曲線（圖19.5-3），想一想為什么輕核的聚變反應能夠比重核的裂變反應釋放更多的核能？讓學生了解聚變的發(fā)展歷史進程。學生思考并分組討論、歸納總結。學生回答：因為較輕的原子核比較重的原子核核子的平均質量更大，聚變成質量較大的原子核能產生更多的質量虧損，所以

5、平均每個核子釋放的能量就更大點評：學生閱讀課本，回答問題，有助于培養(yǎng)學生的自學能力。教師歸納補充：（1）氫的聚變反應：21H+21H31He+11H+4 MeV、 21H+31H42He+10n+17.6 MeV（2）釋放能量：Emc217.6 MeV，平均每個核子釋放能量3 MeV以上，約為裂變反應釋放能量的34倍提問：請同學們試從微觀和宏觀兩個角度說明核聚變發(fā)生的條件？學生閱讀教材，分析思考、歸納總結并分組討論。得出結論微觀上：參與反應的原子核必須接近到原子核大小的尺寸范圍，即10-15 m，要使原子核接近到這種程度，必須使它們具有很大的動能以克服原子核之間巨大的庫侖斥力。宏觀上：要使原子

6、核具有如此大的動能，就要把它加熱到幾百萬攝氏度的高溫。點評：從宏觀和微觀兩個角度來考慮核聚變的條件，有助于加深理解。教師說強調：聚變反應一旦發(fā)生，就不再需要外界給它能量，靠自身產生的熱就可以維持反應持續(xù)進行下去，在短時間釋放巨大的能量，這就是聚變引起的核爆炸。教師補充說明：（1）熱核反應在宇宙中時時刻刻地進行著，太陽和很多恒星的內部溫度高達107 K以上，因而在那里進行著激烈的熱核反應，不斷向外界釋放著巨大的能量。太陽每秒釋放的能量約為3.81026 J，地球只接受了其中的二十億分之一。太陽在“核燃燒”的過程中“體重”不斷減輕。它每秒有億噸原子核參與碰撞，轉化為能量的物質是400萬噸?？茖W家估

7、計，太陽的這種“核燃燒”還能維持90億100億年。當然，與人類歷史相比，這個時間很長很長！教師：希望同學們課后查閱資料，了解更多的太陽能有關方面的知識及其應用。（2）上世紀四十年代，人們利用核聚變反應制成了用于戰(zhàn)爭的氫彈，氫彈是利用熱核反應制造的一種在規(guī)模殺傷武器，在其中進行的是不可控熱核反應，它的威力是原子彈的十幾倍。提問：氫彈爆炸原理是什么？學生閱讀教材：課本圖19.7-1是氫彈原理圖，它需要用原子炸藥來引爆，以獲得熱核反應所需要的高溫，而這些原子炸藥又要用普通炸藥來點燃。教師點撥錄像氫彈的構造簡介及其爆炸情況。根據你收集的資料，還能通過什么方法實現核聚變？學生回答：日英開發(fā)出激光核聚變新

8、方法、有人提出利用電解重水的方法實現低溫核聚變。點評：學生自學看書，自己歸納總結，有助于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，逐步提高學生的歸納總結能力。2可控熱核反應（1）聚變與裂變相比有很多優(yōu)點提問：目前，人們還不能控制核聚變的速度，但科學家們正在努力研究和嘗試可控熱核反應，以使核聚變造福于人類。我國在這方面的研究和實驗也處于世界領先水平。請同學們自學教材，了解聚變與裂變相比有哪些優(yōu)點？投影材料二2：可控熱核反應發(fā)展進程例：一個氘核和一個氚核發(fā)生聚變，其核反應方程是21H+31H42He+10n，其中氘核的質量：mD=2.014 102 u、氚核的質量：mT=3.016 050 u、氦核的質量

9、：m=4.002 603 u、中子的質量：mn=1.008 665 u、1u=1.660 610-27kg，e = 1.602 210-19C，請同學們求出該核反應所釋放出來的能量。學生計算：根據質能方程，釋放出的能量為：教師點拔：平均每個核子放出的能量約為3.3MeV，而鈾核裂變時平均每個核子釋放的能量約為1MeV。總結：聚變與裂變相比，這是優(yōu)點之一，即輕核聚變產能效率高。教師點拔：常見的聚變反應：21H+21H31He+11H+4MeV、 21H+31H42He+10n+17.6 MeV。在這兩個反應中，前一反應的材料是氘，后一反應的材料是氘和氚，而氚又是前一反應的產物，所以氘是實現這兩個

10、反應的原始材料，而氘是重水的組成部分，在覆蓋地球表面三分之二的海水中是取之不盡的。從這個意義上講，輕核聚變是能源危機的終結者。總結：聚變與裂變相比，這是優(yōu)點之二，即地球上聚變燃料的儲量豐富。如1L海水中大約有0.03g氘，如果發(fā)生聚變，放出的能量相當于燃燒300L汽油。聚變與裂變相比，優(yōu)點之三，是輕核聚變反應更為安全、清潔。實現核聚變需要高溫，一旦出現故障，高溫不能維持，反應就自動終止了。另外，氘和氚聚就反應中產生的氦是沒有放射性的，放射性廢物主要是泄漏的氚以及聚變時高速中子、質子與其他物質反應而生成的放射性物質，比裂就所生成的廢物的數量少，容易處理。（2）我國在可控熱核反應方面的研究和實驗發(fā)

11、展情況。EAST全超導托卡馬克實驗裝置以探索無限而清潔的核聚變能源為目標，這個裝置也被通稱為“人造太陽”，能夠像太陽一樣給人類提供無限清潔的能源。目前，由中科院等離子體物理研究所設計制造的EAST全超導非圓截面托卡馬克實驗裝置大部件已安裝完畢，進入抽真空降溫試驗階段。我國的科學家就率先建成了世界上第一個全超導核聚變“人造太陽”實驗裝置，模擬太陽產生能量。點評：通過了解我國在可控熱核反應方面的成就，激發(fā)學生的愛國熱情和獻身科學的能力。（三）課堂小結本節(jié)主要研究了聚變核反應的特點和條件，聚變反應要比裂變反應釋放更多的能量，但它發(fā)生的條件是要達到幾百萬度的高溫，因而聚變反應也叫熱核反應.可控熱核反應

12、的研究和實驗將為人類和平利用核能開發(fā)新的途徑。（四）作業(yè)：完成課后練習教學體會本節(jié)課雖然教學要求不高，但卻是開展中學科技教育活動的生動內容。然而課本的編寫，卻限于篇幅等因素的影響，存在正如愛因斯坦所說的問題：“科學結論幾乎是以完成的形式出現在讀者面前，讀者學生體驗不到探索和發(fā)現的喜悅，感覺不到思想形成的生動過程也很難達到清楚地解釋全部過程?！痹谡n堂教學過程中，結合內容的講授，以史為鑒，雖著墨不多，卻寓意深遠，本材料正是以此為設計思想的：沿著科學家的足跡，剖析科學家的思維，領略科學家的創(chuàng)造；激發(fā)同學們的興趣，培養(yǎng)同學們的能力，陶冶同學們的情操。附：1投影材料一時間人物事件20年代阿斯頓指出：中等大小的原子核結合最緊密，核裂變或輕核聚變都會放出能量，核聚變放出的能量比裂變大許多1920年愛丁頓猜測：太陽的能量來自亞原子粒子的相互作用1926年愛丁頓指出：太陽總體積具有2000萬度的高溫和極高的密度。1929年羅素指出：太陽總體積的60是氫氣，如果太陽的能量真是依靠核反應的話，那么這種核反應只能是氫氣的聚變。1938年貝 特證明：太陽的能量確實是靠氫氣的聚變來維持的。2投影材料二事件人物事件1933年科學家們在實驗