裂变高三物理课件

16.3核能6.3.1核裂变反应6.3.2核聚变反应26.3.1核裂变反应核裂变反应(nuclearfissionreaction)：是用中子轰击较重(铀、钚)原子核，使之分裂成较轻的原子核的反应。例如：142Ba+91Kr+30n235U+0n140Xe+94Sr+20n90Rb+144Cs+20n192563611138545537链式反应!3例题：若235U按下式发生裂变反应，求1.000g235U裂变所放出的能量。235U+0n142Ba+91Kr+30n已知235U、0n、142Ba、91Kr的摩尔质量分别为235.0439g·mol-1、1.00867g·mol-1、141.9092g·mol-1、90.9056g·mol-1。3656921192924解：Δm=(141.9092+90.9056+3×1.00867-235.0439-1.00867)g·mol-1=-0.2118g·mol-1ΔE=Δm•c2=-0.2118g·mol-1×(2.9979×108m·s-1)2=-1.9035×1013kg·m2·s-2·mol-1=-1.9035×1010kJ·mol-151.000g235U裂变所放出的能量为：92ΔE=-1.9035×1010kJ·mol-1×1.000g/235.0439g·mol-1=-8.1×107kJ相当于燃烧3吨标准煤所放出的能量!6增殖反应：把非裂变燃料转化成核裂变燃料的反应叫做增殖反应。例如：235U+0n239U239Np239Pu929392941β_β_t1/2=23mint1/2=2.3aPu-239可直接作核燃料7核发电与火力发电比较所具有的优势：•燃料密度高，储量丰富•发电成本低•无煤渣、无烟尘和无CO、CO2、NOx、SO2等有害气体排放•可建在交通不便的高山、海岛和沙漠特殊地域8核发电引起的环境问题：•水体热污染•放射性污染96.3.2核聚变反应核聚变反应(nuclearfusionreaction)：很轻的原子核在异常高的温度下合并成较重原子核的反应。例如：1H+1H4He+0n223110例题：若1H、1H按下式进行聚变反应，求1.000g核燃料所放出的能量。1H+1H4He+0n已知1H、1H、4He、0n的摩尔质量分别为2.01355g·mol-1、3.01550g·mol-1、4.00150g·mol-1、1.00867g·mol-1。232123322111解：Δm=(4.00150+1.00867-2.01355-3.01550)g·mol-1=-0.01888g·mol-1ΔE=Δm•c2=-0.01888g·mol-1×(2.9979×108m·s-1)2=-1.697×1012kg·m2·s-2·mol-1=-1.697×109kJ·mol-1121.000g核燃料聚变所放出的能量为：ΔE=-1.697×109kJ·mol-1×1.000g/(2.014+3.016)g·mol-1=-3.37×108kJ是核裂变相应能量的4倍!13核聚变反应比核裂变反应作为能源更有发展前途•核聚变燃料储量丰富•核聚变燃料提炼容易•没有放射性污染物