原子核裂變與聚變

1、重核裂變與輕核聚變,河北灤南一中物理組,圖1951,物理學(xué)中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反應(yīng)叫做裂變 把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)叫做聚變,質(zhì)量虧損 釋放能量,一、重核裂變,1938年底，德國(guó)物理學(xué)哈恩發(fā)現(xiàn)在用中子轟擊鈾核的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，生成物中有原子序數(shù)為56的元素鋇。奧地利物理學(xué)家弗里施將此現(xiàn)象名為原子核的裂變。,一、重核裂變,1.裂變方程,還有其它裂變形式，如：,原子核的三分裂、四分裂由我國(guó)科學(xué)家錢三強(qiáng)、何澤惠夫婦發(fā)現(xiàn)。,計(jì)算鈾裂變時(shí)釋放的能量,已知鈾核裂變的反應(yīng)：,求：該核反應(yīng)釋放能量；,虧損質(zhì)量：,釋放能量：,m = (mu+ mn) - (mBa+mKr+3mn

2、) = 0.35781027kg,一、重核裂變,2. 鏈?zhǔn)椒磻?yīng),(1)重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。,一、重核裂變,2. 鏈?zhǔn)椒磻?yīng),(2)臨界體積：,裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量。,(3)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：,1、裂變物質(zhì)的體積大于臨界體積,2、有足夠濃度的鈾235,3、有足夠數(shù)量的慢中子,一、重核裂變,原子彈是利用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)制造的大規(guī)模殺傷性核武器。,一、重核裂變,原子彈是利用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)制造的大規(guī)模殺傷性核武器。,1945年被美國(guó)原子彈轟炸后的日本廣島。,一、重核裂變,原子彈是利用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)制造的大規(guī)模殺傷性核武

3、器。,1964年10月16日，中國(guó)第一顆原子彈爆炸成功。,一、重核裂變,原子彈是利用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)制造的大規(guī)模殺傷性核武器。,1966年10月27日，中國(guó)第一顆核導(dǎo)彈爆炸成功，首次實(shí)現(xiàn)了“兩彈結(jié)合”。,二、核電站,和平利用核能， 服務(wù)人類社會(huì)。,二、核電站,1.核反應(yīng)堆,二、核電站,2.工作流程,二、核電站,3.核污染的防止與處理,（1）反應(yīng)堆用水泥防護(hù)層包起來。 （2）核廢料裝入特制容器，深埋于海底。,三、核聚變,1.核聚變：,兩個(gè)質(zhì)量較輕的核結(jié)合成一個(gè)質(zhì)量較大一點(diǎn)的核，叫做核聚變。,2.聚變方程：,平均每個(gè)核子釋放的能量比核裂變大34倍。,根據(jù)所給數(shù)據(jù),計(jì)算下面核反應(yīng)放出的能量:,氦核的質(zhì)量：m4.002603u 中子的質(zhì)量：mn=1.008665u,平均每個(gè)核子放出的能量在3MeV以上，比裂變反應(yīng)中平均每個(gè)核子放出的能量大34倍。,氘核的質(zhì)量：mD2.014102u氚核的質(zhì)量：mT3.016050u,三、核聚變,3.發(fā)生條件：,4.方法：,兩個(gè)原子核的距離接近10-15m.,使聚變物質(zhì)達(dá)到百萬開氏度高溫，克服庫侖斥力，故稱“熱核反應(yīng)”。,(激光引爆、裂變引爆）,5.核聚變的優(yōu)越性：,(1)放出的能量