核裂變核聚變課件

第五、六節(jié)：核裂變 核聚變原子核12D:\徐\高中\(zhòng)多媒體素材\flash課件\flash課件\廣島原子彈爆炸過程標(biāo)清.flv一、裂變和聚變核裂變：重的一個(gè)核分裂成兩個(gè)較輕的核時(shí)，也會(huì)釋放出能量，這種核反應(yīng)叫做核裂變。核聚變：兩個(gè)輕核聚合成一個(gè)較重的核時(shí)，會(huì)釋放出能量來，這種核反應(yīng)叫做核聚變。原子彈爆炸34重核的裂變1、1938年，德國化學(xué)家哈恩和斯特拉斯用中子轟擊鈾核時(shí)發(fā)現(xiàn)了核裂變即：一個(gè)重核分裂成了兩個(gè)中等質(zhì)量的核。二、核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)5釋放的核能裂變以前裂變以后反應(yīng)過程中質(zhì)量減少△m=0.2135u.反應(yīng)中釋放的能量:

△E=

△m·c2=201兆電子伏.62、核反應(yīng)方程+201Mev3、我國物理學(xué)家錢三強(qiáng)，何澤慧夫婦1946年在巴黎發(fā)現(xiàn)了鈾的三分裂和四分裂

。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)1、重的原子核俘獲一個(gè)中子以后發(fā)生裂變放出中子，如果這些中子又引起其他的核裂變，使得裂變不斷地進(jìn)行下去，釋放出越來越多的能量。這種反應(yīng)叫鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。7鏈?zhǔn)椒磻?yīng)模擬演示18鏈?zhǔn)椒磻?yīng)模擬演示29103.

臨界體積:能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾塊的最小體積叫做它的臨界體積。如果鈾235的體積超過了它的臨界體積，只要有中子進(jìn)入鈾塊，會(huì)立即引起鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在極短時(shí)間內(nèi)就會(huì)釋放出大量的核能，發(fā)生猛烈的爆炸，原子彈就是根據(jù)這個(gè)原理制成的。原子彈：

鈾核裂變時(shí)放出巨大的能量，同時(shí)能放出多于二個(gè)中子，若分裂時(shí)放出的中子全部被別的鈾核吸收，又引起新的裂變，這樣，裂變的數(shù)目將按指數(shù)規(guī)律增大，結(jié)果形成一發(fā)散的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，這就是原子彈中發(fā)生的情況。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的應(yīng)用——原子彈11鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的應(yīng)用——原子彈原子彈裝藥重6.1千克，TNT當(dāng)量1.8萬噸，試驗(yàn)中產(chǎn)生了上千萬度的高溫和數(shù)十萬個(gè)大氣壓，致使一座30米高的鐵塔被熔化為氣體，并在地面上形成一個(gè)巨大的彈坑．在半徑為400米的范圍內(nèi)，沙石被熔化成了黃綠色的玻璃狀物質(zhì)，半徑為1600米的范圍內(nèi)，所有的動(dòng)物全部死亡．“原子彈之父”奧本海默在核爆觀測站里感到十分震驚，他想起了印度一首古詩：“漫天奇光異彩，有如圣靈逞威，只有一千個(gè)太陽，才能與其爭輝．我是死神，我是世界的毀滅者．”12反應(yīng)堆原子彈爆炸時(shí)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度是無法控制的，為了用人工方法控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能比較平緩地釋放出來，人們制成了核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是人工控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置。13水泥防護(hù)層石墨減速劑鈾棒核原料水管冷卻劑熱交換防輻射鎘棒控制反應(yīng)速度

吸收慢中子快中子

→

慢中14

子（以便⑴核燃料。用濃縮鈾（能吸收慢中子的鈾235約占3%）。⑵減速劑。用石墨或重水使裂變中產(chǎn)生的中子減速，被鈾235吸收）。⑶控制棒。用鎘做成（鎘吸收中子的能力很強(qiáng)）。⑷冷卻劑。用水或液態(tài)鈉（把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去用于發(fā)電，同時(shí)使反應(yīng)堆冷卻，保證安全）。⑸水泥防護(hù)層。用來屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線。（對放射性的廢料，也要裝入特制的容器，埋入深地層來處理

）核反應(yīng)堆的主要組成是：15核電站 核能利用1、核電站：利用反應(yīng)堆工作時(shí)釋放出的熱能使水汽化以推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，這就是核電站。1617172、核能利用：①核電站消耗的“燃料”很少。一座一百萬千瓦的核電站，每年只消耗30噸濃縮油，而同樣功率的火力發(fā)電站，每年卻要消耗250萬噸煤。目前，核能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益跟火電站大體相同。到20世紀(jì)末，核發(fā)電已占世界發(fā)電總量的30%。②把反應(yīng)堆小型化，可以使核能作為動(dòng)力，制造核動(dòng)力潛艇、核動(dòng)力破冰船和核動(dòng)力航空母艦，在某些動(dòng)力裝置上也有利用的可能。③核反應(yīng)堆不僅可以提供強(qiáng)大的核能，而且它產(chǎn)生的大量中子還可以用來進(jìn)行各種原子核物理實(shí)驗(yàn)，制造各種反射性同位素。18核動(dòng)力潛艇19廣東省大亞灣核電站廣東省大亞灣核電站2021輕核的聚變1、將幾個(gè)輕核結(jié)合成較大質(zhì)量的核叫輕核聚變。2、核反應(yīng)方程:+17.6Mev該反應(yīng)平均每個(gè)核子放出的能量在3Mev以上，聚變比裂變能放出更多的能量。3.其它聚變：上述反應(yīng)都需要超高溫條件，稱為熱核反應(yīng)。2223熱核反應(yīng)：物質(zhì)達(dá)到幾百萬度以上的高溫時(shí)，原子的核外電子已經(jīng)完全和原子脫離，這時(shí)小部分原子核就具有足夠的動(dòng)能，能夠克服相互間的庫侖斥力，在相互碰撞中接近到可以發(fā)生聚變的程度。因此，這種反應(yīng)又叫做熱核反應(yīng)。如果要使巨大的熱核反應(yīng)能量不是以爆炸的形式釋放，而是在人工控制下逐漸地釋放出來并加以利用（例如發(fā)電），這稱為受控?zé)岷朔磻?yīng)。聚變反應(yīng)的應(yīng)用:太陽內(nèi)部和許多恒星的內(nèi)部，氫彈的爆炸（通過原子彈爆炸時(shí)產(chǎn)生的高溫來達(dá)到

）可控?zé)岷朔磻?yīng):中國環(huán)流器一號熱核反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)：能量大、污染小、材料易得4.受控?zé)岷朔磻?yīng)：24氫彈爆炸托克馬克裝置太陽熱核反應(yīng):在太陽內(nèi)部，氫核在極高溫度下聚變成氦核，在這過程中釋放出28兆電子伏的能量.不過這種聚變過程，不是一次反應(yīng)就能完成的，要經(jīng)過幾次反應(yīng)才能把四個(gè)氫核聚合成一個(gè)氦核.太陽正是靠這種反應(yīng)以驚人的巨大功率，向宇宙空間輻射能量的.25氫彈：利用氘、氚（氫的同位素）等輕原子核的聚變反應(yīng)原理制成的核武器通常稱為氫彈。氫彈反應(yīng)式26氫彈結(jié)構(gòu)示意圖27思考:已知鐳22688Ra、氡22286Rn和氦He的原子量分別是見226.0254，222.0175和4.0026．在鐳核的α衰變中放出的能量有多少電子伏？28思考:在某些恒星內(nèi)部,3個(gè)α粒子可以結(jié)合成一個(gè)