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第六节裂变 核反应过程有些是要吸收能量的 有些是释放能量的 如下述过程可释放能量 A 核子结合成原子核B 重核分裂成中等质量的核C 轻核结合成中等质量的核 以上情况中 为什么会释放能量呢 一 核子的平均质量 原子核的质量除以核子数 经研究 并不是所有原子核的核子的平均质量都相同 有部分原子核的核子的平均质量相同 参考课本P74图 那么到底为什么会释放能量 由于在核反应过程中 当核子平均质量数大的原子核变成核子平均质量数小的原子核时 存在质量亏损 就会放出巨大的能量 物理学中把重核分裂成质量较小的核 释放出核能的反应 称为裂变 把轻核结合成质量较大的核 释放出核能的反应 称为聚变 二 重核裂变 以铀核的裂变为例 1 一种典型的铀核裂变 2 链式反应 铀核裂变时放出几个中子 再引起其他铀核裂变而使裂变反应不断进行下去称为链式反应 链式反应的示意图 3 重核裂变的应用 核电站 铀棒 减速剂 石墨 重水或普通水 控制棒 镉 冷却系统 水 液态纳等 水泥防护层 核反应的燃料 用于减小中子的速度 吸收中子以控制核反应的速度 a 输送能量b 确保反应堆的安全 防止核辐射 核能发电的优缺点 1 优点 a 污染小b 可采储量大c 比较经济 2 缺点 a 一旦泄露会造成严重的核污染b 核废料处理困难 原子弹爆炸时的蘑菇云 小男孩 前 和 胖子 不可控的核反应 原子弹 第六节轻核的聚变 一 轻核聚变 某些轻核结合成质量较大的核的核反应过程 同时放出大量的核能 例 1 轻核聚变的条件 核子要距离十分近 加热高温 热核反应 几百万度高温 新课教学 2 热核反应的优点 1 热核反应释放的能量比裂变大得多 2 反应后的废物较易处理 3 原料易得 04年广东5 C 中子n 质子p 氘核D的质量分别为现用光子能量为E的 射线照射静止氘核使之分解 反应的方程为若分解后中子 质子的动能可视为相等 则中子的动能是 静止在匀强磁场中的原子核 俘获一个速度为7 7 104m s的中子而发生核反应放出 粒子后变成一个新原子核 已知中子速度方向与磁场方向垂直 测得 粒子速度为 2 104m s 方向与中子速度方向相同 求 1 生成的新核是什么 写出核反应方程式 2 生成的新核的速度大小和方向 3 若 粒子与新核间相互作用不计 则二者在磁场中运动轨道半径之比及周期之比各为多少 解 1 写出核反应方程式 生成的新核是氚核 2 由动量守恒定律mnvn m v mHvH vn 7 7 104m sv 2 104m s VH mnvn m v mH 1 7 7 104 4 2 104 3 1 0 103m s 方向与中子方向相反 3 由r mv qB mv q r rH m
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