高一物理裂變和聚變

1、3.4《裂變和聚變》,教學目標,一、核裂變１、核裂變概念；２、鈾核的裂變；３、鏈式反應二、核聚變1 、 輕核的聚變（熱核反應）2、發(fā)生聚變的條件3、實現(xiàn)的方法有:三、受控熱核反應——核聚變的利用,物理學中把重核分裂成兩個較輕的核時，釋放出核能的反應叫做核裂變．,一.核裂變,1.核裂變,2、鈾核的裂變,（1）發(fā)現(xiàn)1939年12月，德國物理學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，鈾核發(fā)生了裂變。,（2）裂變產物

2、,多種多樣,,+,→,+,+,,+,→,+,+,請計算鈾裂變時釋放的能量,已知鈾核裂變的反應：,,+,→,+,+,求：（1）該核反應釋放的能量 （2）平均每個核子釋放的能量,1kg鈾全部裂變，它放出的能量超過2000t優(yōu)質煤完全燃燒時釋放的能量．,由裂變重核裂變產生的中子使反應一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈式反應．,使裂變物質能夠發(fā)生鏈式反應的最小體積叫做它的臨界體積，相應的質量叫做臨界質量。,發(fā)生鏈式反

3、應的條件：鈾塊的質量大于臨界質量，或者鈾塊的體積大于臨界體積。,原子彈,,“小玩意兒”钚裝藥重6.1千克，TNT當量2.2萬噸，試驗中產生了上千萬度的高溫和數(shù)百億個大氣壓，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巨大的彈坑．,在半徑為400米的范圍內，沙石被熔化成了黃綠色的玻璃狀物質，半徑為1600米的范圍內，所有的動物全部死亡．,“原子彈之父” 奧本海默在核爆觀測站里感到十分震驚，他想起了印度一首古詩：“漫天奇光異彩，

4、有如圣靈逞威，只有一千個太陽，才能與其爭輝．我是死神，我是世界的毀滅者．”,,,原子彈,,美國原子彈突襲廣島和長崎造成了巨大的毀傷．在長崎投擲的原子彈爆炸后形成的蘑菇狀云團，爆炸產生的氣流、煙塵直沖云天，高達12英里多．廣島市區(qū)80%的建筑化為灰燼，64000人喪生，72000人受傷，傷亡總人數(shù)占全市總人口的53%．長崎市60%的建筑物被摧毀，傷亡86000人，占全市37% ．,原子彈,原子彈,在山田須磨子（一位當年的爆炸目擊者）的

5、一幅畫：在遙遠的廣島上空，原子彈爆炸后發(fā)出彩虹一般絢麗的光芒。,廣島紅十字醫(yī)院里，一個嚴重燒傷的學生仰面躺在一張草席上。他的五官幾乎全被原子彈爆炸產生的熱浪抹掉了。四天后他死了。,倒塌的鋼架結構建筑物,原子彈,中國第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖,,氚 核,氘核,中子,氦-4,,核聚變,1 、 輕核的聚變（熱核反應）,某些輕核能夠結合在一起，生成一個較大的原子核，這種核反應叫做聚變。,二、核聚變,輕核的聚變:,根據所給數(shù)據,計算下面核反應放

6、出的能量:,氘核的質量：mD＝2.014102u氚核的質量：mT＝3.016050u,氦核的質量：mα＝4.002603u中子的質量：mn=1.008665u,2、發(fā)生聚變的條件:,使原子核間的距離達到10-15m,3、實現(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,聚變反應又叫熱核反應,２）把原子核加熱到很高的溫度；,核聚變的利用——氫彈,三種炸藥：,普通炸藥,Ｕ235,氘、氚,爆炸,,

7、,裂變,,,,聚變,氫彈爆炸形成的磨姑云,熱核反應和裂變反應相比較，具有許多優(yōu)越性。,三、受控熱核反應——核聚變的利用,可控熱核反應將為人類提供巨大的能源,和平利用聚變產生的核量是非常吸引人的重大課題，我國的可控核聚變裝置“中國環(huán)流器1號”已取得不少研究成果.,能用于熱核反應的原料極其豐富，裂變的原料比較稀缺；反應物質量相同的情況下聚變放出的能量比裂變多；熱核反應后的遺留物對環(huán)境污染小，這一點裂變無法相比。,,現(xiàn)在的技術還不能控制熱