《第五节裂变和聚变.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五节裂变和聚变.pptx（26页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、课题：第四章课题：第四章 第第5节节 裂变和聚变裂变和聚变主讲：黄建亮主讲：黄建亮 科目：物理科目：物理年级：粤教版高中选修年级：粤教版高中选修3-5裂变和聚变裂变和聚变【学习内容学习内容】1.1.掌握核裂变反应的定义、特点、发生条掌握核裂变反应的定义、特点、发生条件和应用件和应用.2.2.掌握核聚变的掌握核聚变的定义、特点、发生条件和定义、特点、发生条件和应用应用.3.3.会计算裂变、聚变所释放的能量会计算裂变、聚变所释放的能量重核裂变轻核聚变定义重核被中子轰击后分裂成中等质量的原子核，并释放_的过程核反应方程条件重核裂变产生的_使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的 条件：(1)
2、铀块体积 _ (2)有足够数量的慢_（点火条件）又称为：核反应过程反应过程，会 能量；反应前的质量 反应后的质量核反应后原子核更加 ，平均结合能 。核裂变后的产物 。核反应后，原子核更加 ，平均结合能 应用可控性核废料处理难度聚变反应的核废料处理要比裂变反应 能量能量中子中子链式反应链式反应大于临界体积大于临界体积铀块的铀块的质量大于临界质量质量大于临界质量中子中子释放释放大于大于稳定稳定增加增加多种多样多种多样原子弹；核电站；核潜艇原子弹；核电站；核潜艇可控可控两个轻核结合成质量较大的两个轻核结合成质量较大的核，释放出能量的反应核，释放出能量的反应超高温，超高压超高温，超高压热热核核反应反应
3、稳定稳定增加增加氢弹；恒星内部氢弹；恒星内部不可控不可控简单洁能简单洁能19641964年年1010月月1616日，中国第一颗原子弹爆炸成功。日，中国第一颗原子弹爆炸成功。19671967年年6 6月月1717日，中国第一颗氢弹爆炸成功。日，中国第一颗氢弹爆炸成功。若若反应前的质量反应前的质量小于小于反应后的质量反应后的质量，则核反应需要，则核反应需要 _ _吸收能量吸收能量ABCDEF若若反应前的质量反应前的质量大于大于反应后的质量反应后的质量，则核反应会，则核反应会 _ _释放能量释放能量问题：如何让核反应出现质量亏损？问题：如何让核反应出现质量亏损？1.重核裂变重核裂变重核分裂成中等大小
4、的核，并释放出核重核分裂成中等大小的核，并释放出核能的反应叫做能的反应叫做重重核裂变核裂变中子中子中子中子（1）裂变产物多种多样）裂变产物多种多样.(还有其它裂变形式，例如：还有其它裂变形式，例如：原子核的三分原子核的三分裂、四分裂裂、四分裂由我国科学家由我国科学家钱三强、何泽惠夫妇钱三强、何泽惠夫妇发现。发现。重核裂变的特点：重核裂变的特点：中子中子（1）裂变产物多种多样）裂变产物多种多样.(还有其它裂变形式，如：还有其它裂变形式，如：原子核原子核的三分裂、四分裂由我国科学家的三分裂、四分裂由我国科学家钱三强、何泽惠夫妇钱三强、何泽惠夫妇发现。发现。（2）链式反应链式反应：重：重核分裂后产生
5、更多的中子，核分裂后产生更多的中子，再轰再轰击其他击其他铀铀核核重核裂变的特点：重核裂变的特点：链式反应链式反应条件：条件：中子的中子的“再生率再生率”要大于要大于1 铀块体积铀块体积大于大于临界临界体积体积有足够浓度的铀有足够浓度的铀2352351、原子弹、原子弹重核裂变应用重核裂变应用如果让您制造一个原子弹，您需要什么材料？如果让您制造一个原子弹，您需要什么材料？2、核电站、核电站重核裂变应用重核裂变应用核发电量比例核发电量比例核发电量比例核发电量比例最多的国家是：最多的国家是：最多的国家是：最多的国家是：法国法国法国法国 75%75%75%75%立陶宛立陶宛立陶宛立陶宛 73.1%73.
6、1%73.1%73.1%比利时比利时比利时比利时 57.7%57.7%57.7%57.7%世界核能发电占全部电量1/4 核能的利用核能的利用慢中子反应堆慢中子反应堆慢中子反应堆慢中子反应堆水泥防护层控制棒镉棒燃料棒铀棒减速剂1kg1kg铀全部铀全部裂变，它放裂变，它放出的能量超出的能量超过过20002000t t优优质煤完全燃质煤完全燃烧时释放的烧时释放的能量能量3、核潜艇、核潜艇重核裂变应用重核裂变应用例例1 1：关于重核的裂变，下列说法正确的是：关于重核的裂变，下列说法正确的是()()A A核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B B中中子从铀
7、块中通过时，一定发生链式反应子从铀块中通过时，一定发生链式反应C C重核裂变释重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量放出大量的能量，产生明显的质量 亏损，所以核子数减少亏损，所以核子数减少D D重核裂变为中等质量的重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，核时，要发生质量亏损，放出核能放出核能DABCDEF如何让核反应出现质量亏损？如何让核反应出现质量亏损？氚氚 核核氘核氘核中子中子氦氦-4 核聚核聚变变轻核的聚变（热核反应）：某些轻核能够结轻核的聚变（热核反应）：某些轻核能够结合在一起，生成一个稍大的原子核，这种核合在一起，生成一个稍大的原子核，这种核反应叫做反应叫做聚变聚变。轻核的聚变轻
8、核的聚变:发生聚变的条件发生聚变的条件:轻核的聚变轻核的聚变:发生聚变的条件发生聚变的条件:使原子核间的距离达到使原子核间的距离达到1010-15-15m m 温度高达温度高达108109K；聚变反应又叫热核反应聚变反应又叫热核反应超高温、超高压；超高温、超高压；轻核的聚变轻核的聚变:如何获得超高温、超高压？弹体弹体弹体弹体引爆装置引爆装置氘、氚氘、氚氘、氚氘、氚铀铀铀铀235235普通炸药普通炸药普通炸药普通炸药氢弹轻核聚变的应用1、氢弹、氢弹太太阳阳中心中心发生发生核聚核聚变变，放放出巨大能量出巨大能量;这个这个天然的的核聚天然的的核聚变变已经发生已经发生了好了好几几十十亿亿年。年。2、恒
9、星内部、恒星内部3、未来可控、未来可控核聚变发电站核聚变发电站可控核聚变可控核聚变，俗称人造太阳俗称人造太阳位于中国合肥位于中国合肥利用磁力约束利用磁力约束例例2：以下说法正确的是以下说法正确的是()A.聚变是聚变是裂变的逆反应裂变的逆反应B.如果裂变释放能量，则聚如果裂变释放能量，则聚变反应必定变反应必定 吸收能量吸收能量C.聚变须将反应物加热至数百聚变须将反应物加热至数百万开尔文万开尔文 以上的高温，显然是吸收能量以上的高温，显然是吸收能量D.裂变与裂变与聚变均可释放巨大的能量聚变均可释放巨大的能量D二、核能计算二、核能计算1 1由质能方程由质能方程:Emc2单位：单位：J2 21u相当于
10、相当于931.5MeV单位：单位：MeV提示：提示：1u=1.66010-27 kgC例例3一个铀一个铀235吸收一个中子后发生的一种核反吸收一个中子后发生的一种核反应方程是应方程是放出的能量为放出的能量为E，铀，铀235核的质量为核的质量为M，中子的质，中子的质量为量为m，氙，氙136核的质量为核的质量为m1，锶，锶90核的质量为核的质量为m2，真空中光速为，真空中光速为c，则释放的能量，则释放的能量E等于等于()A(Mm1m2)c2 B(Mmm1m2)c2 C(Mm1m29m)c2 D(m1m29mM)c21、太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个
11、核反应释放出的大量能量就是太阳的能源(已知质子质量为mH1.007 3 u，氦核质量为mHe4.001 5 u，正电子质量为me0.000 55 u，结果保留两位小数，1 u相当于931.5 MeV的能量)(1)写出这个核反应方程；(2)这一核反应能释放多少能量？(3)已知太阳每秒释放的能量为3.81026 J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？解析:(1)核反应方程为(2)反应前的质量m1 4mH 4.029 2 u，反应后的质量m2 mHe 2me 4.002 6 umm1m20.026 6 u，由质能方程得，释放能量Emc20.026 6931.5 MeV24.78 MeV.(3)由质能方程Emc2得太阳每秒减少的质量 4.22109 kg.