高二物理 选修35 19.6 核裂变与核聚变.ppt

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1、核裂变和核聚变复习:1、完成下列的核反应方程式：2、核反应遵循的基本规律：质量数和电荷数都守恒3、核反应的能量来源分析：爱因斯坦的相对论指出,物体的能量荷质量之间存在着密切的联系.4、质能方程：E＝mc2ΔE＝Δmc2一.利用核能的途径要质量有亏损，是利用核能的先决条件。核反应前物质的核子数和反应后的核子数相等。要实现“反应后的质量＜反应前的质量”，如果我们引进“核子平均质量”，则核反应前核子平均质量比反应后的核子平均质量较大。1938年，德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼发现用中子轰击，竟然产生出了

2、奥地利物理学家迈特纳和弗里施发现被轰击后产生出一种同位素，形状也变得不稳定，并最终分裂为两块碎片，同时放出中子弗里施觉得这个现象和细胞的分裂比较像，所以把这个核反应命名为核裂变二.重核裂变-----以铀核的裂变为例（1）一种典型的铀核裂变裂变产物不是唯一确定的，有时还会发生三分裂和四分裂。我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇1946年在巴黎首次发现了铀的三分裂和四分裂。但是，铀的的三分裂和四分裂概率是相当小的.二分裂请计算铀裂变时释放的能量求：（1）该核反应释放的能量（2）平均每个核子释放的能量ΔE=20

3、0.55MeV1kg含有2.56×1024个，如果全部发生核裂变，放出的能量为8.2×1013J（2）链式反应：+3?由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应．使裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。发生链式反应的条件：1、铀块的纯度必须足够高；2、铀块的质量大于临界质量，或者铀块的体积大于临界体积。一块铀会不会因为不知道从哪儿飞来的一块中子就引发链式反应呢?大约1kg或直径4.8cm的球形铀块(3)重核裂变的应用核电

4、站核心设施：核反应堆浓缩铀制成的铀棒减速剂：石墨、重水或普通水，用于减小中子的速度控制棒：镉，用于吸收中子，控制核反应的快慢。原子弹：不可控的核反应原子弹爆炸时的蘑菇云“小男孩”（前）和“胖子”三、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：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=3.52MeV却是铀裂变（=0.852MeV）的约4倍。1、轻核聚变的条件：核子要距离十分近加热高温热核

5、反应几百万度高温条件、应用使轻核发生聚变，必须使它们的距离十分接近，达到10-15m的距离。为了克服巨大的库仑力，需要使原子核有极大的动能。一般的办法是把它们加热到很高的温度。通常需要几百万度以上的高温。为了获取高热，常常使用重核裂变作为“引子”。所以，原子弹可以作为氢弹的“雷管”。氢弹世界第一颗氢弹——麦克“麦克”爆炸成功我国第一颗氢弹爆炸生成的蘑菇云四、热核反应1.学生阅读解决——(1)什么是热核反应(2)太阳的能源来自热核反应(3)什么是可控热核反应(4)氘核,氚核的来源2、热核反应的优点：（

6、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。例1、已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u核的质量为3.0150u。求：（1）写出两个氘核聚变成的核反应方程式（2）计算上述核反应中释放的核能。23He23He【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：Δm=2.0136×2－(3.0150+1.0087)=0.0035u∴释放的核能为ΔE=Δmc2=931.5×0.0035

7、=3.26MeV