《核裂变与核聚变》

核裂变和核聚变)(9536138561023592KrBanU)(102121nHH)(2228622688RnRa)(01146eC复习:1、完成下列的核反应方程式：n103He32He42N1472、核反应遵循的基本规律：质量数和电荷数都守恒3、核反应的能量来源分析：爱因斯坦的相对论指出,物体的能量荷质量之间存在着密切的联系.4、质量亏损：组成核的核子总质量和原子核的质量之差Δm5、质能方程：E＝mc2ΔE＝Δmc2一.利用核能的途径要质量有亏损，是利用核能的先决条件。核反应前物质的核子数和反应后的核子数有什么关系？相等要实现“反应后的质量＜反应前的质量”，如果我们引进“核子平均质量”，则核反应前核子平均质量和反应后的核子平均质量有什么关系？较大重核裂变重核俘获一个中子后分裂为几个中等质量的核的反应过程.在裂变的同时要放出几个中子和大量的核能。二.重核裂变-----以铀核的裂变为例MeVKrBanU6.200____++→+9236141561023592（1）一种典型的铀核裂变n103裂变产物不是唯一确定的，有时还会发生三分裂和四分裂。我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇1946年在巴黎首次发现了铀的三分裂和四分裂。但是，铀的的三分裂和四分裂概率是相当小的.请计算铀裂变时释放的能量kgmu27103139.390kgmn27106749.1kgmBa27100016.234kgmkr27106047.152求：（1）该核反应释放的能量（2）平均每个核子释放的能量1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t优质煤完全燃烧时释放的能量．（2）链式反应：铀核裂变时放出几个中子，再引起其他铀核裂变而使裂变反应不断进行下去称为链式反应。由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应．使裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。发生链式反应的条件：铀块的质量大于临界质量，或者铀块的体积大于临界体积。(3)重核裂变的应用核电站核心设施：核反应堆浓缩铀制成的铀棒减速剂：石墨、重水或普通水，用于减小中子的速度控制棒：镉，用于吸收中子，控制核反应的快慢。原子弹：不可控的核反应原子弹爆炸时的蘑菇云“小男孩”（前）和“胖子”三、轻核聚变某些轻核结合成质量较大的核的核反应过程，同时放出大量的核能。MeVnHeHH6.1710422131例：1、轻核聚变的条件：核子要距离十分近加热高温热核反应几百万度高温17.6232012351计算表明，这个核反应释放的能量是17.6MeV。这个量值虽然比一个铀核裂变产生的能量（201MeV）少，但平均每个核子产生的能量=3.52MeV却是铀裂变（=0.852MeV）的约4倍。条件、应用使轻核发生聚变，必须使它们的距离十分接近，达到10-15m的距离。为了克服巨大的库仑力，需要使原子核有极大的动能。一般的办法是把它们加热到很高的温度。通常需要几百万度以上的高温。例如：氢弹是利用核聚变原理制造的大规模杀伤性武器为了获取高热，常常使用重核裂变作为“引子”。所以，原子弹可以作为氢弹的“雷管”。氢弹世界第一颗氢弹——麦克“麦克”爆炸成功我国第一颗氢弹爆炸生成的蘑菇云四、热核反应1.学生阅读解决——(1)什么是热核反应(2)太阳的能源来自热核反应(3)什么是可控热核反应(4)氘核,氚核的来源2、热核反应的优点：（1）热核反应释放的能量比裂变大得多。（2）反应后的废物较易处理。（3）原料易得。例1、已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u核的质量为3.0150u。求：（1）写出两个氘核聚变成的核反应方程式（2）计算上述核反应中释放的核能。23He23He【分析】算出核反应中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方程即可求出反应释放的核能。解答：（1）nHeHH10322121（2）由题给条件可求得质量亏损为：Δm=2.0136×2－(3.0150+1.0087)=0.0035u∴释放的核能为ΔE=Δmc2=931.5×0.0035=3.26MeV