【粤教版】高中物理选修3-5创新设计学练测(含解析)：4-64-7核能利用小粒子与大宇宙.pdf

第六节核能利用

第七节小粒子与大宇宙

[目标定位]1.了解裂变反应堆的工作原理.2.

了解小粒子和大宇宙间的空间跨度和时间跨度．

一、反应堆

1

(1)燃料：铀棒；

(2)减速剂：铀235

(3)

应堆中插入镉棒的方法，利用镉吸收中子强的特性，

的速度．

2．工作原理：核燃料裂变释放的能量，使反应区温度升高．

3

堆内的热量传输出去，用于发电．

4．核污染的处理：修建很厚的水泥层，用来屏蔽

废料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，埋入深地

二、核电站、核能利用

1．核电站

利用反应堆工作时释放的热能使水汽化以推动汽轮发电机

(2)人类所能研究的物质世界的空间尺度：约从10－15_m到

42个数量级．

2．从粒子寿命到宇宙年龄——时间跨度

18

(1)宇宙的年龄的数量级：10_s.

(2)微观粒子的最短寿命：10－25_s.

－2518

(3)物质世界的时间尺度：约从10_s到10_s

预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中

问题1

问题2

问题3

一、核反应堆

裂变反应堆是核电站的心脏，

平缓地释放出来，裂变反应堆的结构和工作原理如下表：

组成部分材料

裂变材料

235

浓缩铀(U)

92

(核燃料)

慢化剂石墨、重水

使裂变

(减速剂)和普通水

可简化为弹性碰撞模型．

答案见解析

解析设中子质量为m，靶核质量为m

n

111

由能量守恒得：mv2＝mv2＋mv2

2n02n122

m－m

解得v1＝mn＋mv0，

n

在重水中靶核质量mH＝2mn

m－m1

nH

v1H＝m＋mv0＝－3v0，

nH

在石墨中靶核质量mC＝12mn，

m－m11

nC

＝＝－

v1Cm＋mv013v0

nC

与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好．

借题发挥(1)中子与靶核碰撞过程中满足动量守恒、能量守恒．

(2)

速效果越好，如质量相等时可以使中子的速度减为零．

针对训练1在核反应