《核裂變與核聚變》實用教案

1、) (9536138561023592KrBanU) (102121nHH) (2228622688RnRa) (01146eC復習(fx):1、完成(wn chng)下列的核反應方程式：n103He32He42N147第1頁/共20頁第一頁，共21頁。2、核反應遵循(zn xn)的基本規(guī)律：質(zhì)量數(shù)和電荷(dinh)數(shù)都守恒3、核反應的能量(nngling)來源分析： 愛因斯坦的相對論指出,物體的能量荷質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系.4、質(zhì)量虧損：組成核的核子總質(zhì)量和 原子核的質(zhì)量之差m5、質(zhì)能方程： Em c2 E m c2第2頁/共20頁第二頁，共21頁。一.利用核能(hnng)的途徑要質(zhì)量有虧

2、損，是利用(lyng)核能的先決條件。 核反應前物質(zhì)的核子數(shù)和反應后的核子數(shù)有什么(shn me)關系？ 相等 要實現(xiàn)“反應后的質(zhì)量反應前的質(zhì)量”，如果我們引進“核子平均質(zhì)量”，則核反應前核子平均質(zhì)量和反應后的核子平均質(zhì)量有什么關系？ 較大 第3頁/共20頁第三頁，共21頁。重核裂變重核俘獲一個中子后分裂為幾個中等質(zhì)量的核的反應(fnyng)過程. 在裂變的同時要放出幾個中子和大量的核能。第4頁/共20頁第四頁，共21頁。二.重核裂變-以鈾核的裂變(li bin)為例MeVKrBanU6 .200_+ + + +9292363614114156561 10 02352359292（1）一種(y

3、 zhn)典型的鈾核裂變n103 裂變產(chǎn)物不是唯一確定的，有時還會發(fā)生三分裂(fnli)和四分裂(fnli)。我國物理學家錢三強、何澤慧夫婦1946年在巴黎首次發(fā)現(xiàn)了鈾的三分裂(fnli)和四分裂(fnli)。但是，鈾的的三分裂(fnli)和四分裂(fnli)概率是相當小的. 第5頁/共20頁第五頁，共21頁。請計算鈾裂變(li bin)時釋放的能量kgmu27103139.390kgmn27106749. 1kgmBa27100016.234kgmkr27106047.152求：（1）該核反應釋放的能量(nngling) （2）平均每個核子釋放的能量(nngling)第6頁/共20頁第六頁，

4、共21頁。1kg鈾全部裂變(li bin)，它放出的能量超過2000t優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時釋放的能量第7頁/共20頁第七頁，共21頁。（2）鏈式反應(lin sh fn yng)： 鈾核裂變時放出幾個中子(zhngz)，再引起其他鈾核裂變而使裂變反應不斷進行下去稱為鏈式反應。第8頁/共20頁第八頁，共21頁。由裂變重核裂變產(chǎn)生的中子使反應一代(y di)接一代(y di)繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈式反應使裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈式反應的最小體積叫做它的臨界體積，相應的質(zhì)量(zhling)叫做臨界質(zhì)量(zhling)。發(fā)生鏈式反應的條件：鈾塊的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量，或者鈾塊的體積(tj)大于臨界體積(tj

5、)。第9頁/共20頁第九頁，共21頁。(3)重核裂變的應用(yngyng)核電站核心設施(shsh)：核反應堆 濃縮鈾制成的鈾棒減速劑：石墨、重水或普通(ptng)水，用于減小中子的速度控制棒：鎘，用于 吸收中子，控制核反應的快慢。原子彈：不可控的核反應第10頁/共20頁第十頁，共21頁。原子彈爆炸(bozh)時的蘑菇云“小男孩”（前）和“胖子(png zi)”第11頁/共20頁第十一頁，共21頁。第12頁/共20頁第十二頁，共21頁。三、輕核聚變 某些(mu xi)輕核結合成質(zhì)量較大的核的核反應過程，同時放出大量的核能。 MeVnHeHH6 .1710422131例：1、輕核聚變的條件(ti

6、ojin)：核子(hz)要距離十分近加熱高溫熱核反應幾百萬度高溫第13頁/共20頁第十三頁，共21頁。17.623201235 1計算表明，這個核反應釋放的能量是17.6MeV 。這個量值雖然比一個鈾核裂變產(chǎn)生的能量（201MeV）少，但平均(pngjn)每個核子產(chǎn)生的能量= 3.52MeV卻是鈾裂變(li bin)（= 0.852MeV）的約4倍。第14頁/共20頁第十四頁，共21頁。條件(tiojin)、應用使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離十分接近，達到10-15m的距離。為了克服巨大的庫侖力，需要使原子核有極大的動能(dngnng)。一般的辦法是把它們加熱到很高的溫度。通常需要幾百萬度以

7、上的高溫。例如：氫彈是利用核聚變原理(yunl)制造的大規(guī)模殺傷性武器為了獲取高熱，常常使用重核裂變作為“引子”。所以，原子彈可以作為氫彈的“雷管”。第15頁/共20頁第十五頁，共21頁。氫彈(qngdn)世界(shji)第一顆氫彈麥克“麥克”爆炸(bozh)成功我國第一顆氫彈爆炸生成的蘑菇云第16頁/共20頁第十六頁，共21頁。四、熱核反應(rhfnyng)1.學生閱讀解決(1)什么是熱核反應(2)太陽的能源(nngyun)來自熱核反應(3)什么是可控熱核反應(4)氘核,氚核的來源第17頁/共20頁第十七頁，共21頁。2、 熱核反應(rhfnyng)的優(yōu)點：（1）熱核反應釋放的能量(nngl

8、ing)比裂變大得多。（2）反應后的廢物(fiw)較易處理。（3）原料易得。第18頁/共20頁第十八頁，共21頁。例1、已知氘核質(zhì)量為2.0136u，中子質(zhì)量為1.0087u 核的質(zhì)量為3.0150u。求：（1）寫出兩個氘核聚變成 的核反應方程式（2）計算上述核反應中釋放的核能。23 He23 He【分析】算出核反應中的質(zhì)量虧損，利用愛因斯坦質(zhì)能方程(fngchng)即可求出反應釋放的核能。解答(jid)： （1）nHeHH10322121（2）由題給條件(tiojin)可求得質(zhì)量虧損為：m=2.01362(3.0150+1.0087)=0.0035u釋放的核能為E=mc2=931.50.0035=3.26MeV第19頁/共20頁第十九頁，共21頁。謝謝您的觀看(gunkn)！第20頁/共20頁第二十頁，共21頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結復習:。裂變產(chǎn)物不是唯一確定的，有時還會發(fā)生三分裂和四分裂。我國物理學家錢三強、何澤慧夫婦1946年在巴黎首次發(fā)現(xiàn)了鈾的三分裂和四分裂。某些(mu xi)輕核結合成質(zhì)量較