高中物理 19.7 核聚变学案 新人教选修.doc

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1、内蒙古巴彦淖尔市第一中学高中物理19.7核聚变学案新人教选修3-5学习目标1．了解聚变反应的特点及其条件.2．了解可控热核反应及其研究和发展.3．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。学习重点聚变核反应的特点。聚变反应的条件。自主学习一、核聚变1．定义：两个轻核结合成质量______的核的反应．轻核聚变反应必须在______下进行，因此又叫热核反应．2．核反应举例：H＋H―→__________＋n＋17.6MeV3．特点：在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变能_____

2、_____的能量．热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠__________的热就可以使反应进行下去．4．实例分析(1)核武器：______，由普通炸药引爆________，再由________爆炸产生的高温高压引发热核爆炸．(2)宇宙天体：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的____________．二、受控热核反应1．聚变与裂变相比有很多优点(1)轻核聚变____________：相同质量的核燃料，聚变反应产生的能量较多．(2)地球上聚变燃料的储量______．地球上的河流、湖泊、海洋中的水中

3、含有丰富的____，反应中所用的氚可以用____制取，而____在地球上也有很大的储量．(3)轻核聚变更为安全、清洁．聚变反应产生的____没有放射性，放射性废物主要是泄漏的氚和聚变时产生的高速______、______与其他物质反应而生成的放射性物质，比裂变反应堆生成的废物________、容易处理．2．约束核聚变材料的方法(1)磁约束：带电粒子在均匀磁场中运动时会由于洛伦兹力的作用而不飞散，所以可用磁场约束参加反应的物质，目前性能最好的磁约束装置是________．(2)惯性约束：聚变反应的时间非常短，聚变物质由于

4、自身______还来不及扩散就完成了反应，因此，在______约束下，可以用激光照射的方法使聚变物质“挤”在一起发生反应．典型例题例1、(2009·烟台诊断)两个动能均为1MeV的氘核发生正面碰撞，引起如下反应H＋H―→H＋H，已知：氘核的质量为2.0136u，氚核的质量为3.0156u，氢核的质量为1.0073u,1原子质量单位(u)相当于931.5MeV.试求：(1)此核反应中放出的能量ΔE为多少MeV?(2)若放出的能量全部变为新生核的动能，则新生的氢核所具有的动能为多少MeV?[解析](1)由质能方程的简化公式

5、得：ΔE＝Δm×931.5MeV＝(2×2.0136－3.0156－1.0073)×931.5MeV≈4.005MeV(2)设氚核和氢核的动量分别为p1、p2，动能分别为Ek1、Ek2.相互作用过程中动量守恒p1＝p2Ek1＝＝Ek2＝＝由能量守恒得2Ek＋ΔE＝Ek1＋Ek2由以上几式并代入数据可解得Ek2≈4.5MeV.答案：(1)4.005MeV　(2)4.5MeV自我检测1．发生热核反应的办法有(　　)A．用中子轰击B．保持室温环境、增大压强C．把物体加热到几百万摄氏度以上D．用γ光子照射2．关于轻核聚变释放核

6、能，下列说法正确的是(　　)A．一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多B．聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量大C．聚变反应中粒子的比结合能变小D．聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加3．(2009·郑州质检)钱学森被评为“2007感动中国十大人物”，他参与了我国第一颗原子弹和第一颗氢弹的研制工作．氢弹爆炸时发生的核反应是(　　)A.Be＋He―→C＋nB.Th―→Pa＋eC.U＋n―→Sr＋Xe＋10nD.H＋H―→He＋n4．已知氦原子核的质量为mHeu，电子的质量为meu，质子的质量为mpu，

7、中子的质量为mnu，u为原子质量单位，且由爱因斯坦的质能方程E＝mc2可知：1u对应931.5MeV的能量，若取光速c＝3×108m/s，则每合成(聚变)一个氦原子核，释放的能量为(　　)A．[2×(mp＋mn)－mHe]×931.5MeVB．[2×(mp＋mn)＋me]×931.5MeVC．[2×(mp＋mn＋me)]×c2D．[2×(mp＋mn)－mHe]×c25．有下列反应：①He＋Al―→P＋n②H＋H―→He＋γ③F＋H―→O＋He④U＋n―→Sr＋Xe＋10n＋γ关于上面四个核反应方程，下列说法正确的是(　

8、　)A．①是原子核的人工转变的反应方程式B．②是聚变的核反应方程式C．③是α衰变的反应方程式D．④是裂变的核反应方程式6．(2009·东营模拟)一个氘核和一个氚核的反应方程是H＋H―→He＋n，此反应过程产生的质量亏损为Δm.已知阿伏加德罗常数为NA，真空中的光速为c.若1mol氘和1mol氚完全发生反应生成氦，则在这个核反应中释