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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
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