《核裂變與核聚變》.ppt

核裂變和核聚變,復(fù)習(xí):,1、完成下列的核反應(yīng)方程式：,2、核反應(yīng)遵循的基本規(guī)律：,質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒,3、核反應(yīng)的能量來源分析：,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m,5、質(zhì)能方程：Emc2Emc2,一.利用核能的途徑,要質(zhì)量有虧損，是利用核能的先決條件。,核反應(yīng)前物質(zhì)的核子數(shù)和反應(yīng)后的核子數(shù)有什么關(guān)系？,相等,要實(shí)現(xiàn)“反應(yīng)后的質(zhì)量反應(yīng)前的質(zhì)量”，如果我們引進(jìn)“核子平均質(zhì)量”，則核反應(yīng)前核子平均質(zhì)量和反應(yīng)后的核子平均質(zhì)量有什么關(guān)系？,較大,重核裂變,重核俘獲一個(gè)中子后分裂為幾個(gè)中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過程.在裂變的同時(shí)要放出幾個(gè)中子和大量的核能。,二.重核裂變,-以鈾核的裂變?yōu)槔?（1）一種典型的鈾核裂變,裂變產(chǎn)物不是唯一確定的，有時(shí)還會(huì)發(fā)生三分裂和四分裂。我國物理學(xué)家錢三強(qiáng)、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。但是，鈾的的三分裂和四分裂概率是相當(dāng)小的.,請計(jì)算鈾裂變時(shí)釋放的能量,求：（1）該核反應(yīng)釋放的能量（2）平均每個(gè)核子釋放的能量,1kg鈾全部裂變，它放出的能量超過2000t優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時(shí)釋放的能量,（2）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：,鈾核裂變時(shí)放出幾個(gè)中子，再引起其他鈾核裂變而使裂變反應(yīng)不斷進(jìn)行下去稱為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。,由裂變重核裂變產(chǎn)生的中子使反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),使裂變物質(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。,發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：鈾塊的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量，或者鈾塊的體積大于臨界體積。,(3)重核裂變的應(yīng)用,核電站,核心設(shè)施：核反應(yīng)堆濃縮鈾制成的鈾棒,減速劑：,石墨、重水或普通水，用于減小中子的速度,控制棒：鎘，用于吸收中子，控制核反應(yīng)的快慢。,原子彈：,不可控的核反應(yīng),原子彈爆炸時(shí)的蘑菇云,“小男孩”（前）和“胖子”,三、輕核聚變,某些輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的核反應(yīng)過程，同時(shí)放出大量的核能。,例：,1、輕核聚變的條件：,核子要距離十分近,加熱高溫,熱核反應(yīng),幾百萬度高溫,計(jì)算表明，這個(gè)核反應(yīng)釋放的能量是17.6MeV。這個(gè)量值雖然比一個(gè)鈾核裂變產(chǎn)生的能量（201MeV）少，但平均每個(gè)核子產(chǎn)生的能量,=3.52MeV卻是鈾裂變（,=0.852MeV）的約4倍。,條件、應(yīng)用,使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離十分接近，達(dá)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(dòng)能。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上的高溫。,例如：氫彈是利用核聚變原理制造的大規(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”。,氫彈,世界第一顆氫彈麥克,“麥克”爆炸成功,我國第一顆氫彈爆炸生成的蘑菇云,四、熱核反應(yīng),1.學(xué)生閱讀解決(1)什么是熱核反應(yīng)(2)太陽的能源來自熱核反應(yīng)(3)什么是可控?zé)岷朔磻?yīng)(4)氘核,氚核的來源,2、熱核反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)：,（1）熱核反應(yīng)釋放的能量比裂變大得多。,（2）反應(yīng)后的廢物較易處理。,（3）原料易得。,【分析】算出核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，利用愛因斯坦質(zhì)能方程即可求出反應(yīng)釋放的核能。,解答：（1）,（2）由題給條件可求得質(zhì)量虧