19.7轻核的聚变课件

1、19.7 轻核的聚变,裂变,利用核能的途径：,有质量亏损，是利用核能的先决条件。,聚变,一、核聚变,1 . 轻核的聚变（热核反应）,某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，同时放出大量的核能。这种核反应叫做聚变。,一、核聚变,计算下面核反应放出的能量:,氘核的质量：mD2.014102u 氚核的质量：mT3.016050u 氦核的质量：m4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u,计算表明，这个核反应释放的能量是17.6MeV 。这个量值虽然比一个铀核裂变产生的能量（201MeV）少，但平均每个核 子产生的能量,是铀裂变（ = 0.852MeV）的约4倍。,2.发生聚变的条

2、件: 要使原子核间的距离达到10-15m,3.实现的方法有: 1）用加速器加速原子核； 2）把原子核加热到很高的温度；,108109 K,如何能使轻核具有较大的动能呢？,需要克服极大的库仑斥力，因此必须让轻核具有很大的动能。,几百万度高温,聚变反应又叫热核反应,核聚变的利用氢弹,三种炸药：,普通炸药,235,氘、氚,爆炸,裂变,聚变,世界第一颗氢弹麦克,氢弹爆炸形成的磨姑云,1.热核反应的优越性。,二、受控热核反应核聚变的利用,能用于热核反应的原料极其丰富，裂变的原料比较稀缺； 反应物质量相同的情况下聚变放出的能量比裂变多； 热核反应后的遗留物对环境污染小，这一点裂变无法相比。,2.可控制热核

3、反应存在的问题： 地球上没有任何容器能够经受如此高的温度； 如何约束聚变所需的燃料；,可控热核反应将为人类提供巨大的能源，和平利用聚变产生的核量是非常吸引人的重大课题，我国的可控核聚变装置“中国环流器1号”已取得不少研究成果。,1.磁约束聚变托卡马克装置,2.惯性约束聚变,3、核聚变普遍存在于宇宙中,太阳的中心发生核聚变，放出巨大能量，太阳；这个天然的的核聚变过程已经发生了好几十亿年。,例题1.两个中子和两个质子可以结合成一个氦核，已知中子的质量是1.008665u，质子的质量是1.007276u，氦核的质量是4.0026u，求此核反应的质量亏损和结合能。 (1u=1.6610-27千克， c

4、=3108ms),解：m0.029282u,Emc2=0.029282931.5MeV= 27.3MeV,或 E mc2 0.029282 1.6610-27 (3108 )2 4.37 1012J,【分析】算出核反应中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方程即可求出反应释放的核能。,解答： （1）,（2）由题给条件可求得质量亏损为：,m=2.01362(3.0150+1.0087)=0.0035u,释放的核能为,E=mc2=931.50.0035=3.26MeV,2. 一个铀核衰变为钍核时释放出一个粒子，已知铀核的质量为3.85313110-25 kg，钍核质量为3.78656710-25 kg，粒

5、子的质量为6.6467210-27 kg，在这个衰变过程中释放出来的能量等于 J（保留两位二位数字）,8.710 -13,3. 中子质量为1.0087u，质子质量为1.0073u，氘核的质量为2.0136u，中子和质子结合为氘核时释放的能量为 J。,3.710 -13,解：m=0.1933u, E=931.50.1933=1.8 102 MeV,1.8 102,5.如下一系列核反应是在恒星内部发生的，,其中p为质子，为粒子，e+ 为正电子，为一种中微子。已知质子的质量为mp =1.67264810 -27kg， 粒子的质量为m=6.64492910 -27kg，正电子的质量为me=9.1110-31kg，中微子的质量可忽略不计。真空中的光速c=3108 m/s。试计算该系列核反应完成后释放的能量。,解：,将六个方程式