高考物理 核心要點突破系列 第22章第七節(jié)《輕核的聚變》課件 新人教版選修35

《高考物理 核心要點突破系列 第22章第七節(jié)《輕核的聚變》課件 新人教版選修35》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理 核心要點突破系列 第22章第七節(jié)《輕核的聚變》課件 新人教版選修35（28頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第六節(jié)裂變第六節(jié)裂變第七節(jié)輕核的聚變第七節(jié)輕核的聚變核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練知能優(yōu)化訓練知能優(yōu)化訓練第七節(jié)第七節(jié)課前自主學案課前自主學案目標概覽目標概覽目標概覽目標概覽學習目標：學習目標：1.知道重核的裂變和鏈式反應知道重核的裂變和鏈式反應2知道什么是聚變知道什么是聚變3知道什么是核反應堆，了解核電站及核能發(fā)知道什么是核反應堆，了解核電站及核能發(fā)電的優(yōu)缺點電的優(yōu)缺點4了解聚變反應的特點了解聚變反應的特點5知道可控熱核反應知道可控熱核反應重點難點：重點難點：1.裂變和鏈式反應裂變和鏈式反應2聚變反應的條件和特點聚變反應的條件和特點課前自主學案課前自主學案一、重核的裂變一、

2、重核的裂變1一個重核分裂成二個或三個、四個一個重核分裂成二個或三個、四個_的反應叫重核的裂變的反應叫重核的裂變2當一個中子引起一個鈾核裂變后，裂變中放當一個中子引起一個鈾核裂變后，裂變中放出的中子再引起其他鈾核裂變，且能不斷繼續(xù)下出的中子再引起其他鈾核裂變，且能不斷繼續(xù)下去，這種反應叫去，這種反應叫_中等核中等核鏈式反應鏈式反應4核反應堆由核反應堆由_構成構成5核電站工作原理是將核燃料核電站工作原理是將核燃料_釋放出來釋放出來的能量轉化為的能量轉化為_，使反應區(qū)溫度升高水或液，使反應區(qū)溫度升高水或液態(tài)的態(tài)的_等流體在反應堆內外循環(huán)流等流體在反應堆內外循環(huán)流動，把反應堆內的動，把反應堆內的_傳輸

3、出去，用于發(fā)電傳輸出去，用于發(fā)電水泥防護層、鈾棒、控制棒、減速劑水泥防護層、鈾棒、控制棒、減速劑裂變裂變熱熱金屬鈉金屬鈉熱量熱量輕核聚變輕核聚變熱核反應熱核反應核心要點突破核心要點突破2鈾核裂變時，平均釋放出鈾核裂變時，平均釋放出23個中子，這些個中子，這些中子又引起其他鈾核裂變，使裂變反應不斷地進中子又引起其他鈾核裂變，使裂變反應不斷地進行下去，叫做鏈式反應行下去，叫做鏈式反應3鏈式反應的條件：鏈式反應的條件：(1)要有足夠濃度的鈾要有足夠濃度的鈾235；(2)要有足夠數量的慢中子；要有足夠數量的慢中子；(3)鈾塊的體積要大于臨界體積鈾塊的體積要大于臨界體積二、聚變反應的條件二、聚變反應的條

4、件要使輕核聚變，就必須使輕核接近核力發(fā)生作用要使輕核聚變，就必須使輕核接近核力發(fā)生作用的距離的距離1015 m，但是原子核是帶正電的，要使，但是原子核是帶正電的，要使它們接近它們接近1015 m就必須克服電荷間很大的斥力就必須克服電荷間很大的斥力作用，這就要求原子核具有足夠的動能要使原作用，這就要求原子核具有足夠的動能要使原子核具有足夠大的動能，可以給核加熱，使物質子核具有足夠大的動能，可以給核加熱，使物質達到幾百萬攝氏度的高溫當物質達到幾百萬攝達到幾百萬攝氏度的高溫當物質達到幾百萬攝氏度以上的高溫時，原子核核外電子已經完全和氏度以上的高溫時，原子核核外電子已經完全和原子脫離，成為等離子體，這

5、時少部分原子核就原子脫離，成為等離子體，這時少部分原子核就有足夠的動能克服相互間的庫侖斥力，在相互碰有足夠的動能克服相互間的庫侖斥力，在相互碰撞中接近到可發(fā)生聚變反應的距離而發(fā)生核反撞中接近到可發(fā)生聚變反應的距離而發(fā)生核反應應三、聚變與裂變的區(qū)別三、聚變與裂變的區(qū)別重核的裂變、輕核的聚變都能釋放出巨大的核能，重核的裂變、輕核的聚變都能釋放出巨大的核能，但兩者是有區(qū)別的但兩者是有區(qū)別的1原理不同原理不同重核的裂變是重核裂變成幾個中等質量的原子核而重核的裂變是重核裂變成幾個中等質量的原子核而放出能量，而聚變是幾個輕核聚變放出能量，而聚變是幾個輕核聚變(結合結合)成一個質成一個質量較大的原子核而放出

6、巨大的能量量較大的原子核而放出巨大的能量2放出能量的大小不同放出能量的大小不同重核裂變時，平均每個核子釋放的能量約為重核裂變時，平均每個核子釋放的能量約為1兆電兆電子伏，而輕核的聚變，平均每個核子釋放出子伏，而輕核的聚變，平均每個核子釋放出3兆電兆電子伏以上的能量，即聚變比裂變能放出更多的能子伏以上的能量，即聚變比裂變能放出更多的能量量3廢料處理難度不同廢料處理難度不同裂變產生的廢料處理起來比較困難，而熱核反應裂變產生的廢料處理起來比較困難，而熱核反應的廢料處理要簡單得多的廢料處理要簡單得多4“燃料燃料”的豐富程度不同的豐富程度不同熱核反應所需要的熱核反應所需要的“燃料燃料”氘在地球上非常氘在

7、地球上非常豐富，豐富，1升海水中大約有升海水中大約有0.03克氘，如果用來進行克氘，如果用來進行熱核反應，放出的能量約和燃燒熱核反應，放出的能量約和燃燒300升汽油相升汽油相當而裂變的燃料當而裂變的燃料鈾貯藏量不多，并且我們鈾貯藏量不多，并且我們國家是一個國家是一個“貧鈾貧鈾”國家國家5兩種反應的可控制性不同兩種反應的可控制性不同裂變反應速度可以比較容易地進行人工控制，因裂變反應速度可以比較容易地進行人工控制，因此，現在國際上的核電站都是利用裂變放出能量，此，現在國際上的核電站都是利用裂變放出能量，而聚變反應的可控制性比較差，目前還處于實驗而聚變反應的可控制性比較差，目前還處于實驗階段，我們國

8、家在這方面具有雄厚的實力階段，我們國家在這方面具有雄厚的實力課堂互動講練課堂互動講練核反應類型的分類核反應類型的分類關于核衰變和核反應的類型，下列表述正確關于核衰變和核反應的類型，下列表述正確的有的有()A.23892U23490Th42He是是衰變衰變B.147N42He178O11H是是衰變衰變C.21H31H42He10n是輕核聚變是輕核聚變D.8234Se8236Kr201e是重核裂變是重核裂變【解析解析】衰變是放射出氦核的天然放射現象，衰變是放射出氦核的天然放射現象，A正確；正確；衰變是放射出電子的天然放射現象，而衰變是放射出電子的天然放射現象，而B項是發(fā)現質子的原子核人工轉變，故項

9、是發(fā)現質子的原子核人工轉變，故B錯；錯；C項項是輕核的聚變，是輕核的聚變，D項是項是衰變現象，故衰變現象，故C對對D錯錯【答案答案】AC【點評點評】熟練掌握各種類型核反應的特點熟練掌握各種類型核反應的特點裂變反應中的核能裂變反應中的核能【點評】【點評】熟練掌握質能方程，并能通過阿伏熟練掌握質能方程，并能通過阿伏加德羅常數進行宏觀與微觀的轉化是處理此類加德羅常數進行宏觀與微觀的轉化是處理此類問題的關鍵問題的關鍵答案：答案：1.10103kg聚變反應中的核能聚變反應中的核能【答案答案】2.641027 MeV【點評點評】氫彈是一種人工實現的不可控制的瞬氫彈是一種人工實現的不可控制的瞬間劇烈聚變的核

10、能釋放裝置，同時氫彈內部還組間劇烈聚變的核能釋放裝置，同時氫彈內部還組裝有一枚原子彈利用普通炸藥引爆原子彈產生裝有一枚原子彈利用普通炸藥引爆原子彈產生高溫高壓、大量中子和氚，然后氘、氚發(fā)生聚變高溫高壓、大量中子和氚，然后氘、氚發(fā)生聚變生成氦，這個反應只是氫彈爆炸過程中的一個反生成氦，這個反應只是氫彈爆炸過程中的一個反應方程，故本題了解氫彈發(fā)生聚變反應釋放的核應方程，故本題了解氫彈發(fā)生聚變反應釋放的核能是很關鍵的能是很關鍵的變式訓練變式訓練 3海水中含有豐富的氘海水中含有豐富的氘， 完全可充當未完全可充當未來的主要能源，兩個氘核的核反應為：來的主要能源，兩個氘核的核反應為：21H21H32He1

11、0n，其中氘核的質量為，其中氘核的質量為 2.0136 u，氦核的質，氦核的質量為量為 3.0150 u，中子的質量為，中子的質量為 1.0087 u，求：，求：(1)核反應中釋放的核能；核反應中釋放的核能；(2)在兩個氘核以相等的動能在兩個氘核以相等的動能 0.35 MeV 進行對心進行對心碰撞，并且核能全部轉化為機械能的情況下，求碰撞，并且核能全部轉化為機械能的情況下，求反應中產生的中子和氦核的動能反應中產生的中子和氦核的動能又因為又因為mHemn31，所以，所以vHevn13由以上各式代入已知數據得：由以上各式代入已知數據得：EkHe0.99 MeV，Ekn2.97 MeV.答案：答案：(1)3.26 MeV(2)2.97 MeV0.99 MeV