第7章原子核物理课件.ppt

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1、最新课件,1,第七章原子核物理概论,核外电子-原子物理学,原子核-原子核物理学,最新课件,2,第七章原子核物理概论,最新课件,3,32原子核物理的研究对象,一、原子核的质量和大小,二、原子核的电荷,三、原子核的组成,四、核素和核素图,最新课件,4,32原子核物理的研究对象-核素,一、原子核的质量和大小,1.原子核的质量,原子质量=原子核质量+核外电子的质量-电子的结合能(可以忽略),(1)原子质量单位,(2)原子核的质量数,最新课件,5,核素 质量数 核素质量,1H 1 1.0078252 2H 2 2.0141022 3H 3 3.0160497 12C 12 12.000000 13C 1

2、3 13.003354 14N 14 14.0030744 15N 15 15.000108,最新课件,6,2.原子核的大小,原子核大小数量级：,3.原子核的密度,原子核的密度非常大,且密度为一常数.,密度常数-液体.,实验定律,最新课件,7,二、原子核的电荷,是核外电子数，即原子序数，也称核电荷数。,e=1.6021773310-19C，,最新课件,8,三、原子核的组成,1919年，卢瑟福发现质子,氢核-质子：带一个单位正电荷,1932年，查德威克发现中子,核子-中子和质子,原子核由质子和中子组成.,最新课件,9,四、核素和核素图,核素：具有相同原子序数Z、中子数N 及能量状态的原子核,元素

3、：Z一定的原子,同位素：Z相同、N不同的核素,同中子素：N相同、Z不同的核素，、。,同质异能素：N、Z相同、而能量状态不同的核素，如、,同量异位素：A相同、Z不同的核，如,核素符号,最新课件,10,核素图,最新课件,11,稳定核素 已发现核素 理论预言的核素,最新课件,12,原子核的质量总是小于组成它的自由核子的质量和，两者质量之差称为质量亏损。m=ZmH+（A-Z）mn-M,氘核,自由质子质量 1.007277u,+自由中子质量 1.008665u,2.015942u,-氘核质量 2.013552u,0.002390u,mH是氢原子的质量,M 是元素原子的质量。,33 原子核的结合能,最新课

4、件,13,为什么质子和中子结合有质量亏损呢?从爱因斯坦的相对论的质能关系可以找到答案。自由质子和中子结合形成氘，必然要放出一部分能量氘的结合能。这个能量就来源于质量亏损mc2。实验也证实这个结论。若用2.225MeV光子照射氘核，它将一分为自由质子和中子。,任何两粒子的结合都要释放能量，都会伴随有质量亏损，只是大小不同而已，例如一个电子和一个质子结合成氢，其质量亏损很小，仅为13.6eV/c2，常被忽略。,最新课件,14,1原子核的质量亏损,2原子核的结合能,自由核子结合成原子核时，释放出的能量,3平均结合能,平均结合能表示将一个核子放到原子核中平均释放的能量，或把一个核子从原子核中所需的能量

5、。,平均结合能的大小表示核子之间结合的紧密程度。平均结合能大，表示核子结合的紧密。,核素,最新课件,15,核 素 结合能B（MeV）比结合能（MeVNu-1)2.224 1.112 8.481 2.827 28.30 7.07 31.99 5.33 39.24 5.61 92.1 7.68 104.66 7.48 115.49 7.70 111.95 7.46 127.61 7.98 131.76 7.75,一些核素的结合能和比结合能,最新课件,16,核 素 结合能B（MeV）比结合能（MeVNu-1)128.22 7.54 147.80 7.78 342.05 8.55 492.3 8.79

6、 915.2 8.55 1087.6 8.43 1103.5 8.42 1112.4 8.43 1636.4 7.87 1783.8 7.59 1801.6 7.57,最新课件,17,（1）中等核(A=40120)的平均结合能较大（8.6MeV），轻核和重核的平均较小。获得核能的途径：重核裂变和轻核聚变。,4平均结合能曲线,核子的平均结合能曲线,(2)质量数A30的中等原子核，平均结合能的变化不大，显示了核力的饱和性。,(3)A30的轻核，平均结合能表现出周期性的变化，凡A等于4的倍数的核，平均结合能有极大值。,最新课件,18,原子核平均结合能曲线,最新课件,19,34 核力,核力：核子之间的

7、相互作用力,一、核力的基本性质,二、核力的介子理论,最新课件,20,核力：核子之间的相互作用力。,一、核力的基本性质,1核力是短程力 只在 fm 数量级的范围内发生作用,r：0.8-2fm 引力r：2fm 消失,2核力是一种强相互作用,核力的强度比库仑力大一百倍,最新课件,21,3核力近似地与电荷无关,4核力具有饱和性,核子只与它最靠近的几个核子有相互作用,核的密度近似地为一常数,核的结合能近似地与核子数成正比,最新课件,22,二、核力的介子理论,2.核力的介子理论,1.电磁力与光子传递,最新课件,23,从经典电磁观点看，带电粒子间的相互作用是通过电磁场传递的，电磁场满足麦克斯伟方程,从量子场

8、观点看，带电粒子间的相互作用是通过交换光子而产生的，光子是电磁场中的量子。,1.电磁力与光子传递,最新课件,24,带电粒子间的相互作用是通过交换虚光子而产生的,最新课件,25,按虚光子交换图象估算两个电子间的库仑力,r,1 t=0 2,r,1 t=r/c 2,P=/c,P=-p,P=/c,P=,F=P/t,E t,对于虚光子,r=ct=c/E=c/,两电子间斥力,最新课件,26,电子发射或吸收虚光子的几率=电磁相互作用耦合常数,交换一个虚光子所需的时间是，电子间因交换虚光子而产生的斥力为,这就是库仑定律,最新课件,27,1935年，汤川秀树提出了核力的介子理论：核力是一种交换力，核子之间通过交

9、换某种媒介粒子而发生相互作用。,2.核力的介子理论,估计这种媒介粒子的质量约为电子静止质量的200倍，介于质子和电子之间，称为介子。,最新课件,28,1935年汤川秀树仿照光子的传递电磁力的观点，提出核力是由介子传递的，考虑到核力是短程力，作用范围在10-15m 左右，汤川估算出介子的静止质量约为电子质量的200倍左右。由测不准关系式 第一个核子发出介子，以接近光速的速度在核子间穿行，经过 到达第二个核子处，设介子质量为m 则不守恒的能量值为，则,最新课件,29,1947年，在宇宙射线中发现了三种介子，质量分别为,1937年，发现了介子，质量为,发现介子不参与核子间的强相互作用,发现介子参与核

10、子间的强相互作用,最新课件,30,不同核子的相互作用通过发射或吸收 介子而产生，相当于两核子之间的位置发生交换，核力为交换力。,最新课件,31,核力的介子场论是解决核力机制的一个方向，它在很多实验里已得到检验，取得了很大的成功，特别是对核力在长程处（1-2fm）的行为能给予较好的解释和说明，但对短程处的行为，特别是对于0.5fm以内产生的强排斥芯无法解释和说明。,最新课件,32,粒子物理的发展，揭示了核子的内部结构，即核子是由更深层次的粒子，称为层子（或夸克）所组成。这就启发人们对核力机制作了新的设想；核子之间的强相互作用并不是最基本的相互作用，而是组成核子的夸克之间的强相互作用在核子作用范围

11、的表现。正如分子之间的相互作用并不是基本的，而是组成分子的原子间的电磁相互作用在分子作用范围的表现一样。简言之，核力来源于组成核子的夸克之间的作用力。目前，遵循这种观点，人们进行了从夸克力计算核力的一种尝试，并取得了一定的进展。,3.核力机制研究的新方向,最新课件,33,一、原子核的自旋,35 核矩-原子核基态特性之二,二、原子核的磁矩,三、原子核的电四极矩,最新课件,34,一、原子核的自旋,1.原子核的自旋 所有核子的自旋角动量和轨道角动量的矢量和.,核自旋量子数,35 核矩-原子核基态特性之二,(1)A为奇数的核(奇A核)，I为半整数(2)Z、N都为偶数的核(偶-偶核)，I为整数 Z、N都

12、为奇数的核(奇-奇核)，I为整数,(3)A为奇数的原子核是费米子，遵从费米-狄拉克统计。A为偶数的原子核是玻色子，遵从玻色-爱因斯坦统计。,最新课件,35,最新课件,36,14N 1+0.40365 15N 1/2-0.28299 20Ne 0 0 23Na 3/2+2.21711 39K 3/2+0.309 40K 4-1.291 41K 3/2+0.215,原子核 I I（核磁子）,最新课件,37,原子核的角动量（核自旋）可以从原子光谱的超精细结构，或从分子光谱测得。例如，当用分辨本领更高的光谱仪观察钠的光谱时，会发现钠主线系第一条谱线D双线的D1线（）由相距为0.023埃的两条线组成,D

13、2线 由相距为0.021埃的两条线组成.这是原子光谱的超精细结构。,3P3/23P1/2F2=I+1/2FI=I-1/2,3P3S,5893A D,5896A D1,5890A D2,3P3/2,3P1/2,3S1/2,(a)(b)(c),原子光谱的超精细结构,产生超精细结构的原因是因为原子核有角动量(核自旋)。,最新课件,38,2.原子核角动量在空间某一选定方向的投影,核自旋磁量子数,个值。,最新课件,39,二、原子核的磁矩,1.电子的磁矩,2.原子核的磁矩,核磁子,Bohr磁子,质子（核子）磁矩,核磁子远小于玻尔磁子，原子核的磁矩比电子的磁矩小得多。,最新课件,40,核磁矩在外场方向的取向

14、也是量子化的，它在外场方向的投影,在外场方向的最大值为：,测量原子核磁矩的重要方法之一是核磁共振。,3.原子核磁矩的测量,最新课件,41,最新课件,42,14N 1+0.40365 15N 1/2-0.28299 20Ne 0 0 23Na 3/2+2.21711 39K 3/2+0.309 40K 4-1.291 41K 3/2+0.215,原子核 I I（核磁子）,最新课件,43,（1）质子的磁矩不是一个核磁子；中子虽然不带电，但也有磁矩。表明，它们不是点粒子，肯定是有内部结构的粒子。,（2）氘核是由一个质子和一个中子组成的。质子和中子磁矩值之和虽然非常接近于氘核的磁矩值，但并不完全相等，

15、而是多出0.0222个核磁子。其它原子核的磁矩也是如此，都不等于组成它的所有核子的磁矩之和。这一事实说明了核内各核子间存在着复杂的相互作用。,（3）要正确计算原子核的磁矩数值，必须考虑核内核子的运动状态。核的磁矩除了自旋磁矩外,还要考虑轨道磁矩。核磁矩可用核磁共振等方法测定。,4.讨论,最新课件,44,三、原子核的电四极矩,原子核有形状吗？,原子核的椭球形状,1.原子核的电偶极矩 D=erp0,2.电四极矩,3.椭球形核 Q是核偏离球形的量度,最新课件,45,原子核的形状和电四极矩的关系,最新课件,46,原子核 Q(10-28)m2 0 0+.000273+0.02+0.02-0.005-0.

16、0789+1.14-0.30+5.90,最新课件,47,最新课件,48,36 核模型,二、费米气体模型,四、集体模型,三、壳层模型,一、液滴模型,最新课件,49,一、液滴模型,1.提出液滴模型的依据原子核的许多性质与由分子组成的液滴相似:(1)大多数原子核平均结合能几乎相同,总结合能E A。说明核子间作用力具有短程性和饱和性；液滴分子间的作用力也具有短程性和饱和性。(2)除轻核外，所有原子核的密度接近于一个常数，核的体积V A。这也和液体的密度是常数，不随液滴体积大小而改变是相同的。,最新课件,50,(5)奇偶能:,(4)对称能:,(3)库仑能:,(2)表面能:,(1)体积能:,外斯塞格由液滴

17、模型出发,得到结合能半经验公式,3.结合能半经验公式,1为比例常数,5为正常数,2.基本思想原子核是一个密度极大的,不可压缩的“核液滴”,其中每个核子相当于液滴中的分子,由于核内质子带正电,所以又把原子核看作带电的液滴。,最新课件,51,库仑能,体积能,表面能,最新课件,52,总结合能：式中15 是可调参数。,原子总质量,取 1=15.75 2=17.8 3=0.711 4=94.78 5=11.2(Mev),最新课件,53,计算结果:A15时 较为准确 A15时 精确度较差 因为核子数少，与 理想液 滴偏差较大。,质量(实验值)16.00000 51.956 97.943 197.03 23

18、8.12,质量(计算值)15.99607 51.959 97.946 197.04 238.12,最新课件,54,例:对稳定同量异位素的估算.(奇A核=25,同量 异位素A为常数）,最新课件,55,4.成功之处（1）解释说明重核的裂变；（2）导出结合能半经验公式。5.问题（1）简单地把原子核当作液滴来处理,是很粗糙的，忽略了原子核内部结构的细节,不能给出核内核子运动变化情况。（2）无法解释和说明核的角动量,宇称,磁矩等性质。,最新课件,56,二、费米气体模型,独立粒子模型。将核子看成是几乎没有相互作用的气体分子,核子是费米子。满足不相容原理。,最新课件,57,三、壳层模型,1.提出的依据(1)

19、幻数的存在:原子核中,质子数或中子数为2、8、20、28、50、82、126时，该原子核特别稳定，例如,在地球中含量最大，电四极矩小，双幻核电四极矩为零，接近球形，稳定，双幻核的 比邻近核大得多。,（2）原子核的某些性质有周期性变化规律：轻核平均结合能显示周期性变化。,最新课件,58,2.基本思想:原子核中的每一个核子都在其余(A-1)个 核子的平均球对称势场中运动。核内质子和中子在泡利原理的限制下，各自按自己的轨道由低能级向高能级排布，核内核子的自旋和轨道有很强耦合。,3.理论计算,最新课件,59,V(r),(r),-20-40-60,2 4 6 8 10,h.o,w.s,r(fm),V0=

20、-55MeV=8.6MeV,V0=50MeV R=5.8fma=0.65fm,sq,A=100核内的平均场和核子密度分布,最新课件,60,谐振势阱及球方势阱-不出现幻数,最新课件,61,谐振势阱的spin orbit couple引起能级的分裂-出现幻数,最新课件,62,最新课件,63,5 问题(1)假定是球对称的平均势场,与实验情况不完全相符(当Q=0时)。(2)无法说明原子核的电四极矩。,4 成功之处(1)解释和说明原子核的自旋和宇称；(2)解释和说明原子核的磁矩。,最新课件,64,除了考虑壳层模型中的单核子运动外，还要考虑整个原子核在空间的取向的变化，即原子核整体的运动，例如原子核的表面

21、振动，整体转动等，经过理论计算可以得到原子核的振动能级。,这一模型可以较好的解释原子核低激发态能级，并对核自旋、磁矩、电四极矩等一系列性质作更加准确的描述。但是在说明原子的高自旋态等方面仍然存在不少困难。,四、集体模型,最新课件,65,36 原子核结构模型,一、液滴模型,将原子核比作一个密度极大的、不可压缩的核液滴，而将核子比作液滴中的分子。,1实验依据,（1）核力是饱和力，即原子核中的每个核子只与其邻近 地几个核子有相互作用。,（2）原子核的密度几乎是一个常数，故原子核具有不可 压缩性。,最新课件,66,2.原子核结合能的半经验公式,库仑能,体积能,表面能,最新课件,67,3.原子核结合能的

22、经验公式,最新课件,68,二、费米气体模型,最新课件,69,三、核的壳层模型,最新课件,70,最新课件,71,最新课件,72,四、核的集体模型,最新课件,73,37 放射性衰变规律,一、放射性的发现,1896年，法国物理学家贝克勒尔发现：铀矿物能自发地发射穿透力很强并能使照相底版感光的不可见射线。,1898年，居里夫妇又发现了钋和镭，并发现它们也能自发地放射出射线。,放射性衰变：核素自发地放射出某种射线而变成另一种核素、或同激发态过渡到基态的现象。凡能发生放射性衰变的核素叫放射性核素。,最新课件,74,放射性物质放出的射线的种类：,1射线：氦核，贯穿本领很小，电离作用很强。,2射线：电子流，有

23、较大的贯穿本领和较小的电离作用，其贯穿本领大约是射线的100倍。,3射线：光子流，波长很短的电磁波，在电磁波谱上排在x射线之后，有最大的贯穿本领和最小的电离作用。,放射性现象的研究是获悉原子核内部状况的重要途径之一,最新课件,75,二、放射性衰变的基本规律,放射性衰变遵守：电荷守恒、质量数守恒、质量和能量守恒、动量守恒。,1指数衰变规律,代表一个原子核在单位时间内发生衰变的几率，称为衰变常数,t时刻放射性物质的原子核的数目为N,最新课件,76,2半衰期,放射性物质的原子核的数目衰变到原来数目的一半时所经过的时间叫半衰期。,最新课件,77,13N的衰变,最新课件,78,3平均寿命,一个原子核在衰

24、变前存在的时间叫做它的寿命。,所有原子核寿命的平均值称为平均寿命。,各个原子核的寿命不同，但平均寿命却具有确定的值。,放射性核素的和，它们是每个核素的特征量，不同的核素差别很大。我们可以根据测量的判断它属于哪种核素.,最新课件,79,例1：已知的衰变常数为，试求它的半衰期和平均寿命。,解:,最新课件,80,三、放射性活度,放射性活度随时间的衰变仍服从指数衰变规律。,单位：国际单位制中，为“贝克勒尔”，记作“Bq”，1Bq=1次衰变/秒,1居里(Ci)=次衰变/秒=Bq,放射源所含放射性物质的原子核数：,放射源所含放射性物质的质量：,放射性活度,最新课件,81,四、放射系,1钍()系,2铀()系

25、,3锕()系,4镎()系，,最新课件,82,天然衰变链-钍系,最新课件,83,天然衰变链-镎系,最新课件,84,五、放射性衰变规律在地质考古上的应用,在考古工作中，可以用来推算年代,射线应用在医学，农业，工业,最新课件,85,38 衰变,原子核自发地放射出粒子而发生的衰变,一、衰变条件和衰变能,衰变能：,原子核在衰变过程中释放的能量，用Q表示,衰变条件,衰变能的释放形式,例：判断是否发生衰变。,最新课件,86,二、粒子动能与衰变能的关系,衰变前母核静止，动量为零，于是,子核的反冲动能,衰变能,最新课件,87,三、粒子能谱和原子核能级,衰变能,最新课件,88,产生6群单(动)能的粒子,产生5群能

26、量不同的射线,6个能级分立的衰变能,最新课件,89,粒子能谱具有分立特性原子核具有分立的能量状态。,高能级母核向低能级子核跃迁，放出具有分立能谱特性的粒子，子核不同能级间的跃迁产生射线。,最新课件,90,四、衰变的机制,隧道效应,最新课件,91,39 衰变,二、衰变能谱,三、中微子假设,一、衰变的三种类型及衰变条件,四、衰变的机制,最新课件,92,衰变：产生粒子的衰变,衰变为核电荷数改变而核子数不变的衰变,?,最新课件,93,一、衰变的三种类型及衰变条件,1 衰变,能量守恒,衰变条件0，即,-衰变能,衰变能等于母核原于与子核原子的静止能量之差,只有母核的原子量大于子核的原子量时，才能发生-衰变

27、,最新课件,94,2衰变,衰变条件 0,衰变能,最新课件,95,3K俘获 原子核俘获一个核外K轨道上的电子而转变为另一个原子核的过程。,能量守恒,发射X标识谱,产生俄歇电子,最新课件,96,二、衰变能谱,1 衰变能谱实验规律 1899年,(1)粒子能量连续分布,(2)粒子能量具有确定的最大值，且,(3)曲线有一极大值,2.粒子能谱引发的困境,（1）粒子能谱是连续的，而原子核具有分立能级。,（2）粒子从哪里来？,（3）能量不守恒？角动量不守恒？,最新课件,97,三、中微子假设 1930年，泡利,泡利：放射性物质发生衰变时，除了放出粒子外，还要放出一个中性粒子，其静止质量几乎为0，称为中微子。中微

28、子与粒子能量之和为衰变能。,中微子分为：中微子和反中微子，它们的质量完全相同，都不带电荷，自旋方向不同。,三者之间的能量分配是任意的，所以 粒子的能量是连续的，形成了连续谱。,假设中微子的自旋和电子一样为，则衰变前后的角动量守恒。,，衰变能主要在电子和中微子之间分配.当 时，其余情况下，,1956年，从实验上发现了中微子。,最新课件,98,四、衰变的机制,费米认为：衰变的本质在于衰变时原子核中受束缚的一个中子转变为质子或一个质子转变为中子，对轨道俘获来说，其本质是俘获轨道电子而转变为中子.,粒子是核子的不同状态之间跃迁的产物，事先并不存在于核内。,具有衰变的核素，其核内含有较多数目的中子，部分

29、中子转变为质子才能使核趋于稳定,最新课件,99,具有+衰变的核素，其核内质子数多于中子数，部分质子转变成中子,衰变是电子-中微子场与原子核的相互作用-弱相互作用。,最新课件,100,40 衰变,一、一般性质,原子核通过发射光子从激发态跃迁到较低能态的过程,光子能量：10KeV-10MeV,X光子能量：1KeV,最新课件,101,二、Mossbauer效应,最新课件,102,最新课件,103,最新课件,104,最新课件,105,最新课件,106,41 原子核反应,人工原子核反应：用具有一定能量的粒子轰击一个原子核，使其放出某种粒子而转变为新原子核的过程。,一、几个著名的核反应,1.历史上第一个人

30、工核反应,.第一个在加速器上实现的核反应,最新课件,107,3核反应中的守恒定律,电荷数守恒：反应前后总电荷数不变,质量数守恒：反应前后总质量数不变,质量守恒：反应前后总的运动质量 保持不变,能量守恒：反应前后粒子的总能量是守恒的,动量守恒：即反应前后体系的总动量守恒,此外还有角动量、宇称、统计性、同位旋等都是守恒量。,最新课件,108,4.核反应的机制,()复合核过程,()直接反应过程,二、核反应中的能量,1反应能Q：核反应中所放出的能量,核静质量：,动能：,+-=+-,右边表示反应前后物质总静止质量差所相应的能量；左边表示反应前后总动能之差，称为反应能,最新课件,109,(1)Q0 放能反

31、应,例1 试计算 反应的反应能。,(2)Q0 吸能反应,例2 由静止质量计算 的Q值。,最新课件,110,2Q方程,Q=+-,动量守恒：,最新课件,111,3反应阈能,能使核反应得以实现的入射粒子的所必须具有的最小动能，即只有当 时反应才能发生。,4核反应的类型,按入射粒子的类型分：(粒子、质子、中子、氘核、光子)引起的核反应。,按入射粒子的能量分：低能核反应,按靶核质量分：轻核(A80)核反应。,中能核反应,高能核反应。,最新课件,112,粒子至少具有多大的动能才能使下述核反应能够否进行？,已知原子的静止质量,最新课件,113,若用粒子轰击固定的锂靶，试求粒子至少具有多大的动能才能使核反应,

32、发生；若 以衰变发生的 粒子来轰击，能否引起该核反应？,最新课件,114,42 原子核裂变,原子核裂变是一个重原子核分裂成两个质量相差不远的碎块的现象。,一、裂变过程,A=236，EB=7.6MeV；A=118，EB=8.5MeV,一个铀核：,一克铀：,相当于2.5t煤完全燃烧时放出的能量。,最新课件,115,二、裂变机制液滴模型,在裂变前，原子核处于能量最低的基态，呈球形。核内的质子、中子在不停地运动。核子之间有核力，质子之间有库仑斥力。,当中子轰击重核时，重核吸收中子形成复合核，能量增加，核子振荡加剧，由球形变成椭球形。这时核内各核子间距离增加核力减小，而库仑斥力则使原子核进一步增大，形成

33、哑铃状。,当哑铃形的两端之间的库仑斥力大于中间收缩部分核子间总的核力时，形变不能恢复，原子核分裂成两块，放出中子，同时释放能量。,最新课件,116,三、链式反应,实现核裂变的链式反应条件,1.中子产额和慢化,减速剂-重水和石墨,2.临界体积,倍增系数：,方法1是浓缩天然铀中 的比例。,方法2是加大铀堆的体积至临界体积，增加中子数。,最新课件,117,四.原子反应堆,堆芯核燃料、中子减速剂和冷却剂,由堆芯、中子反射层、控制系统和屏蔽层等,最新课件,118,达到超临界状态的方法,五.原子弹,临界体积约1公斤.,最新课件,119,42 原子核聚变,一、核聚变,重核 中等质量核放出能量,轻核 中等质量

34、核放出能量,1.几个轻核聚合成较重核的过程为核聚变,最新课件,120,最新课件,121,(1).聚变能约为裂变能的四倍,(2).聚变反应的原料是氘.而核裂变的原料是铀,最新课件,122,2.怎样实现核聚变？,考虑两个因素：(1)热运动的能量是麦克斯韦分布。(2)隧道效应,热核反应温度要求：,最新课件,123,劳逊判据,任何物质在温度高达几百万度时，原子离解为正离子和电子。当温度升高到上亿(108)度时，形成正离子与等量电子同时存在的等离子体。,等离子态的物质是很难被稳定地约束起来的，但是为了热核聚变的反应能够有效地进行，对等离子体的密度和被约束的时间有一定的要求。,等离子体约束引力约束、惯性约束和磁约束,惯性约束聚变材料自身惯性,引力约束用引力,磁约束,最新课件,124,二、太阳能的来源,太阳中的热核反应,太阳内部主要有两种核反应：,1氢链反应：,最新课件,125,2碳氢循环,太阳的核聚变是引力约束,最新课件,126,三、氢弹,氢弹用氘和氚等轻核聚变反应,用原子弹激发热核反应,氢弹中的聚变反应是不可控制,氢弹核聚变是惯性约束,最新课件,127,四、激光核聚变受控核聚变,1.可为人类找到一种取之不尽的清洁能源2.可以研制真正干净的核武器.3.可以用它代替部分核试验。,最新课件,128,129,此课件下载可自行编辑修改，供参考！部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！,