轻核聚变教学课件

1、轻核的聚变,核反应,核反应,吸收能量,放出能量,核子结合成原子核,有些重核分裂成中等质量的核,有些轻核结合成中等质量的核,核子的平均质量与原子序数之间的关系,聚变,裂变,1、把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做聚变,聚变,裂变,2、在消耗相同质量的核燃料时，聚变比裂变能释放更多的能量,一、轻核的聚变：,3、常见轻核聚变反应：,例如：一个氘核和一个氚核结合成一个氦核（同时放出一个中子）时，释放17.6MeV的能量，平均每个核子放出的能量在3MeV以上，比裂变反应中平均每个核子释放的能量大34倍这时的核反应方程式是：,+ 17.6MeV,因此只要有了氘核和适当的装置，运用三个氘核便可以得

2、到大约21.6MeV的能量：,（1） 微观的角度：要使轻核发生聚变，必须使它们核子间距离接近10-15m。,必须让轻核的距离非常接近,必须让轻核具有很大的动能,需要克服极大的库仑斥力,4、聚变的条件：,如何能使核聚变反应发生呢,（2）宏观的角度：可以将轻核加热到很高的温度-几百万摄氏度,当物质达到几百万摄氏度以上的高温时，剧烈的热运动使得一部分原子核已经具有足够的动能，可以克服相互之间的库仑斥力，在碰撞时发生聚变因此，聚变反应又叫热核反应,热核反应,裂变反应,相同的核燃料释放的能量多,反应中放射物质的处理较易,反应中的核燃料资源较丰富,核反应发生条件较易实现,二、核聚变的利用（1）氢弹,三种炸

3、药：,普通炸药,235,氘、氚,爆炸,裂变,聚变,核聚变的利用（2）可控热核反应,热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。,1、热核反应释放的能量多。 2、热核反应产生的放射性物质易处理 3、热核反应所用的燃料氚，在地球上储量丰富。,核聚变的利用可控热核反应,现在的技术还不能控制热核反应。,问题有：,、热核反应的的点火温度很高；,、如何约束聚变所需的燃料；,磁场约束,课堂小结,（一）核聚变反应及其条件 1、氢的聚变反应 2、释放的能量： 3、产生条件： 微观：原子核接近到10-15 m 宏观：温度达到几百万摄氏度 （二）可控热核反应 1、相对于裂变，聚变有：功率大 、污染小等 2、我国在热核

4、聚变方面的的成就。,E= mc2 =17.6MeV,随堂巩固,例 目前，我国已经建成秦山和大亚湾核电站并投入使用，核电站的核心设施是核反应堆，在核反应堆中，它是利用核反应的 A衰变释放出核能 B衰变释放出核能 C重核的裂变释放出核能 D轻核的聚变释放出核能,C,例 1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”做出突出贡献的科技专家，下列核反应方程中，属研究两弹的基本核反应方程是 147N+42He178O+11H 23592U+10n9038Sr+13654Xe+1010n 23892U23490Th+42He 21H+31H42He+10n AB C

5、 D,D,例 下列说法中正确的是 A“原子由电子和带正电的物质组成”是通过卢瑟福 粒子散射实验判定的 B天然放射现象的发现揭示了原子核由质子和中子组成 C中子与质子结合成氘核时吸收能量 D重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径 例 下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是 A3015P3014Si+0+1e B21H+31H42He+10n C146C147N+0-1e D23892U23490Th+42He, B , D ,7（9分）维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2e+411H42He，核反应释放的核能最后转化为辐射能设电子质量为m1， 42He质量为m2，质子质量为

6、m3，光速为c每秒钟有N个质子发生了核聚变反应，求太阳每秒辐射的能量为多少？,8（12分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能 （1）核反应方程式：23592U+n14156Ba+9236Kr+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为_，a=_，以mU、mBa、mkr分别表示23592U、14156Ba、9236Kr核的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能E=_,解： X为中子，a=3. E= mc2=(mu+mn- mBa mkr-3mn)c2,解： (Pt)/=KmUE k=1.0 x103kg,（2）有一座发电能力为P=100106 kW的核电站，核能转化为电能的效率为=40%假定反应堆中发生的