高中物理-核裂變和核聚變教學(xué)課件設(shè)計(jì)

核裂變和核聚變復(fù)習(xí)引入重核的裂變和輕核的聚變

物理學(xué)中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反應(yīng)叫做裂變．一、裂變〓裂變1939年12月，德國(guó)物理學(xué)家哈恩和他的助手斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)，用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生了裂變。鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，一種典型的反映是裂變?yōu)殇^和氪，同時(shí)放出三個(gè)中子，其核反應(yīng)方程是：鈾核的裂變+→++裂變中釋放出巨大的能量，在上述裂變中，裂變后的總質(zhì)量小于裂變前的總質(zhì)量，質(zhì)量虧損：釋放出的能量為1939年12月，德國(guó)物理學(xué)家哈恩和他的助手斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)，用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生了裂變。鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，一種典型的反映是裂變?yōu)殇^和氪，同時(shí)放出三個(gè)中子，其核反應(yīng)方程是：鈾核的裂變+→++裂變中釋放出巨大的能量，在上述裂變中，裂變后的總質(zhì)量小于裂變前的總質(zhì)量，質(zhì)量虧損：釋放出的能量為1kg鈾全部裂變，它放出的能量超過(guò)2000t優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時(shí)釋放的能量．重核裂變的實(shí)質(zhì)

(1)重核裂變是中子轟擊質(zhì)量數(shù)較大的原子核，使之分裂成中等質(zhì)量的原子核，同時(shí)釋放大量的能量，放出更多的中子的過(guò)程．(2)重核的裂變是放能核反應(yīng)，原因是核反應(yīng)前后質(zhì)量有虧損，根本原因是重核的比結(jié)合能相比中等質(zhì)量的核的比結(jié)合能要小．所以在重核分解為兩個(gè)中等質(zhì)量核的過(guò)程中要釋放能量，而且釋放的能量遠(yuǎn)大于它俘獲中子時(shí)得到的能量．用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生了裂變，釋放出的中子又引起了其他鈾核的裂變，也就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．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(guò)程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)使裂變物資能夠發(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。原子彈

“小玩意兒”钚裝藥重6.1千克，TNT當(dāng)量2.2萬(wàn)噸，試驗(yàn)中產(chǎn)生了上千萬(wàn)度的高溫和數(shù)百億個(gè)大氣壓，致使一座30米高的鐵塔被熔化為氣體，并在地面上形成一個(gè)巨大的彈坑．

在半徑為400米的范圍內(nèi)，沙石被熔化成了黃綠色的玻璃狀物質(zhì)，半徑為1600米的范圍內(nèi)，所有的動(dòng)物全部死亡．

“原子彈之父”奧本海默在核爆觀測(cè)站里感到十分震驚，他想起了印度一首古詩(shī)：“漫天奇光異彩，有如圣靈逞威，只有一千個(gè)太陽(yáng)，才能與其爭(zhēng)輝．我是死神，我是世界的毀滅者．”原子彈解決能源危機(jī)根本途徑——核能

可開(kāi)發(fā)的核裂變?nèi)剂腺Y源可使用上千年。核聚變資源可使用幾億年。二、核電站水泥防護(hù)層控制棒——鎘棒燃料棒—鈾棒慢化劑鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的應(yīng)用——

核電站慢中子反應(yīng)堆二、核電站

物理學(xué)中把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反映叫做聚變．三、核聚變〓聚變輕核的聚變（熱核反應(yīng)）

:某些輕核能夠結(jié)合在一起，生成一個(gè)較大的原子核，這種核反應(yīng)叫做聚變。發(fā)生聚變的條件:使原子核間的距離達(dá)到10-15m實(shí)現(xiàn)的方法有:1、用加速器加速原子核；２、把原子核加熱到很高的溫度；108～109K不經(jīng)濟(jì)聚變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng)核聚變的利用——?dú)鋸棌楏w引爆裝置小型原子彈三種炸藥：普通炸藥Ｕ235氘、氚爆炸裂變聚變氘、氚、重氫化鉀等鈾235外殼普通炸藥氫彈爆炸形成的磨姑云熱核反應(yīng)和裂變反應(yīng)相比較，具有許多優(yōu)越性。四、可控?zé)岷朔磻?yīng)——核聚變的利用可控?zé)岷朔磻?yīng)將為人類提供巨大的能源,和平利用聚變產(chǎn)生的核量是非常吸引人的重大課題，我國(guó)的可控核聚變裝置“中國(guó)環(huán)流器1號(hào)”已取得不少研究成果.現(xiàn)在的技術(shù)還不能控制熱核反應(yīng)。問(wèn)題有：１、熱核反應(yīng)的的點(diǎn)火溫度很高；

２、如何約束聚變所需的燃料；

磁場(chǎng)約束問(wèn)題有：１、熱核反應(yīng)的的點(diǎn)火溫度很高；

２、如何約束聚變所需的燃料；

慣性約束３、反應(yīng)裝置中的氣體密度要很低，相當(dāng)于常溫常壓下氣體密度的幾萬(wàn)分之一；現(xiàn)在的技術(shù)還不能控制熱核反應(yīng)。重核裂變與輕核聚變的區(qū)別

主要核反應(yīng)類型有主要核反應(yīng)類型有

(1)衰變：衰變是原子核自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N核并輻射出α或β粒子．(2)人工轉(zhuǎn)變：人工轉(zhuǎn)變常用α粒子(也可用中子等)轟擊原子核，該核捕獲α粒子后