《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、质量亏损：组成核的核子总质量和 原子核的质量之差m,5、质能方程：Em c2 E m c2,一.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有什么关系？,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和反应后的核子平均质量有什么关系？,较大,重核裂变,重核俘获一个中子后分裂为几个中等质量的核的反应过程.在裂

2、变的同时要放出几个中子和大量的核能。,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.,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,1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t优质煤完全燃烧时释放的能量,（2）链式反应：,铀核裂变时放出几个中子，再引起其他铀核裂变而使裂变反应不断进行下去称为链式反应。,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

3、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：铀块的质量大于临界质量，或者铀块的体积大于临界体积。,(3)重核裂变的应用,核电站,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：,1、轻核聚变的条件：,核子要距离十分近,加热高温,热核反应,几百万度高温,计算表明，这个核反应释放的能量是17.6Me

4、V。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。,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。,例如：氢弹是利用核聚变原理制造的大规模杀伤性武器,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：,（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。,【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,