7　核聚变 (2).ppt

19.7核聚变，合成，1，轻核聚变，几个轻核结合在一起生成大的原子核，同时释放出大量的原子能。 这种核反应叫做“融合”。 另一方面，核聚变，计算下一个核聚变释放的能量：重氢核的质量： mD=2.014102u氚核的质量： mT=3.016050u氦核的质量： m=4.002603u中子的质量： mn=1.008665u，根据计算，该核反应释放的能量该值比铀核裂变的能量(201MeV )少，但每个核产生的能量约为铀裂变(=0.852MeV )的4倍。 2、核聚变发生的条件：如果原子核间的距离不是10-15m，核力就会大于电磁力。 实现的方法是：如何将原子核加热到高温度，使轻核具有很大的动能呢？ 因为要克服巨大的库仑斥力，所以必须使轻核拥有巨大的动能。 数百万开尔文的高温、核聚变反应又称热核反应，核聚变的利用有氢弹、3种炸药：普通炸药、U235、重氢、氚、爆炸、分裂、聚变、世界第一个氢弹麦克风、氢弹爆炸形成的磨云、太阳是巨大的热原子炉。 热核反应在宇宙中时刻刻进行，太阳和许多恒星的内部温度高达107K以上，在那里发生了激烈的热核反应，不断向外部释放巨大的能量。 太阳每秒释放的能量约为3.81026J，地球只接受其中的二十亿分之一。 太阳在“核燃烧”的过程中“体重”逐渐减少。 每秒7亿吨的原子核参与碰撞，能量变化的物质是400万吨。 科学家推测太阳的这种“核燃烧”能维持90亿100亿年。 当然，与人类的历史相比，这段时间很长！ 在太阳中心发生核聚变，释放巨大能量、太阳的这一天然核聚变过程已经发生了数十亿年，(1)轻核聚变的生产能力高效，(1)核聚变与核分裂相比优势： (2)地球上核聚变燃料的储量丰富，(3)轻核聚变更加安全清洁，(4)反应中的放射物质的处理常见的融合反应是，每核释放的能量约为3.3MeV，核分裂时，每核释放的能量约为1MeV。 海水1L中重氢约0.03g，如发生凝聚，释放的能量相当于燃烧汽油300L，轻核融合是能量危机的终结器。 实现核聚变需要高温，故障后无法维持高温，反应自动中止。 氘和氚反应产生的氦不是放射性的，放射性废弃物主要是泄漏的氚和融合时高速中子和质子与其他物质反应产生的放射性物质，比核分裂产生的废弃物数量少，处理容易。 二、控制热核反应核聚变的利用，磁约束，带电粒子运动时在均匀磁场中洛伦兹力不起作用飞散，有可能利用磁场约束参与反应的物质。 实现核聚变的难点：地球上没有容器能承受这么高的温度。 为了解决这个问题，科学家设想了2个方案：1.磁约束2 .惯性约束、惯性约束、融合反应的时间非常短，因此融合物无法以自己的惯性扩散，核反应就完成了。 在惯性约束下，参加反应的物质可以从各个方向用激光照射，使之“挤压”反应。 已知例题1、2个中子和2个质子可结合成一个氦核，中子质量为1.008665u，质子质量为1.007276u，氦核质量为4.0026u，求出该核反应的质量损失和结合能。 (1u=1.6610-27，c=3108m/s )，解答：m=0.0202029648u，e=0. 020296