人教版选修35 核聚变 第1课时 教案.docx

19.7核聚变教案课 题197 核聚变第 2 课时计划上课日期：教学目标1了解聚变反应的特点及其条件.2了解可控热核反应及其研究和发展.3知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。教学重难点聚变核反应的特点、聚变反应的条件。教学流程内容板书关键点拨加工润色一、热核反应1核聚变轻原子核聚合成较重原子核的反应。2核聚变较裂变的优越性(1)相同质量的燃料下，放出的能量更多。(2)不产生放射性废料。(3)燃料储量非常丰富。3热核反应因为核聚变要在高达108_k的温度下才能发生，故核聚变反应也称热核反应。4热核反应的应用目前主要用在核武器上，如氢弹。二、可控核聚变反应1托卡马克是一种环形磁约束受控热核反应装置，也叫环流器。2超导托卡马克把超导技术应用在产生托卡马克强磁场的线圈上。三、恒星演化中的核反应1恒星的形成恒星主要是由遍布宇宙中的极其弥散的气态尘埃聚集形成的，且内部发生聚变反应。2恒星的演变恒星内部随聚变反应的发生，核燃料减少经慢长时间最终将成为残骸。可控热核反应（1）聚变与裂变相比有很多优点提问：目前，人们还不能控制核聚变的速度，但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应，以使核聚变造福于人类。我国在这方面的研究和实验也处于世界领先水平。请同学们自学教材，了解聚变与裂变相比有哪些优点？投影材料二2：可控热核反应发展进程例：一个氘核和一个氚核发生聚变，其核反应方程是21h+31h42he+10n，其中氘核的质量：md=2.014 102 u、氚核的质量：mt=3.016 050 u、氦核的质量：m=4.002 603 u、中子的质量：mn=1.008 665 u、1u=1.660 610-27kg，e = 1.602 210-19c，请同学们求出该核反应所释放出来的能量。学生计算：根据质能方程，释放出的能量为：教师点拔：平均每个核子放出的能量约为3.3mev，而铀核裂变时平均每个核子释放的能量约为1mev。总结：聚变与裂变相比，这是优点之一，即轻核聚变产能效率高。教师点拔：常见的聚变反应：21h+21h31he+11h+4mev、 21h+31h42he+10n+17.6 mev。在这两个反应中，前一反应的材料是氘，后一反应的材料是氘和氚，而氚又是前一反应的产物，所以氘是实现这两个反应的原始材料，而氘是重水的组成部分，在覆盖地球表面三分之二的海水中是取之不尽的。从这个意义上讲，轻核聚变是能源危机的终结者。总结：聚变与裂变相比，这是优点之二，即地球上聚变燃料的储量丰富。如1l海水中大约有0.03g氘，如果发生聚变，放出的能量相当于燃烧300l汽油。聚变与裂变相比，优点之三，是轻核聚变反应更为安全、清洁。实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了。另外，氘和氚聚就反应中产生的氦是没有放射性的，放射性废物主要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成的放射性物质，比裂就所生成的废物的数量少，容易处理。（2）我国在可控热核反应方面的研究和实验发展情况。east全超导托卡马克实验装置以探索无限而清洁的核聚变能源为目标，这个装置也被通称为“人造太阳”，能够像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。目前，由中科院等离子体物理研究所设计制造的east全超导非圆截面托卡马克实验装置大部件已安装完毕，进入抽真空降温试验阶段。我国的科学家就率先建成了世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置，模拟太阳产生能量。点评：通过了解我国在可控热核反应方面的成就，激发学生的爱国热情和献身科学的能力。（三）课堂小结本节主要研究了聚变核反应的特点和条件，聚变反应要比裂