高二物理裂變 聚變

1、一、怎樣的核反應(yīng)可以釋放出能量一、怎樣的核反應(yīng)可以釋放出能量核子的平均質(zhì)量核子的平均質(zhì)量ZDEFFeCBOAv可以釋放出能量的核反應(yīng)：可以釋放出能量的核反應(yīng)：v（1）核子結(jié)合成原子核時(shí)放出能量）核子結(jié)合成原子核時(shí)放出能量v（2）重核分裂成中等質(zhì)量的核時(shí)放出）重核分裂成中等質(zhì)量的核時(shí)放出能量能量v（3）輕核結(jié)合成中等質(zhì)量的核時(shí)也放）輕核結(jié)合成中等質(zhì)量的核時(shí)也放出能量出能量一、裂變 v1、裂變的定義：、裂變的定義：v 重核分裂成質(zhì)量較小重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出能量的反的核，釋放出能量的反應(yīng)，稱為裂變。應(yīng)，稱為裂變。一、裂變 v2、鈾核的裂變：、鈾核的裂變：v 鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，鈾核

2、裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，一種典型的反應(yīng)是裂變?yōu)殇^和氪，同一種典型的反應(yīng)是裂變?yōu)殇^和氪，同時(shí)放出時(shí)放出3個(gè)中子，核反應(yīng)方程是個(gè)中子，核反應(yīng)方程是 0n10n1336Kr9256Ba14192U235+一、裂變 v3、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：v 一般說來，鈾核裂變時(shí)總要釋放一般說來，鈾核裂變時(shí)總要釋放出出23個(gè)中子，這些中子又引起其他個(gè)中子，這些中子又引起其他的鈾核裂變，這樣就會(huì)不斷地進(jìn)行下的鈾核裂變，這樣就會(huì)不斷地進(jìn)行下去，釋放出越來越多的能量。這就是去，釋放出越來越多的能量。這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。v 裂變時(shí)釋放出巨大的能量，一般裂變時(shí)釋放出巨大的能量，一般說來，鈾核裂變時(shí)平均每個(gè)核子釋放說來

3、，鈾核裂變時(shí)平均每個(gè)核子釋放出的能量約為出的能量約為1MeV。一、裂變 v4、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：v 鈾鈾235的體積超過它的臨界體積的體積超過它的臨界體積（能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾快的最小體（能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾快的最小體積叫做它的臨界體積）積叫做它的臨界體積）v5、原子彈就是根據(jù)這個(gè)原理制成的。、原子彈就是根據(jù)這個(gè)原理制成的。二、核電站二、核電站v1、核心設(shè)施是核反應(yīng)堆、核心設(shè)施是核反應(yīng)堆v2、核反應(yīng)堆的類型很多、核反應(yīng)堆的類型很多v 慢中子核反應(yīng)堆中，核反應(yīng)主要是鈾慢中子核反應(yīng)堆中，核反應(yīng)主要是鈾235吸收慢中子后發(fā)生的裂變。吸收慢中子后發(fā)生的裂變。v 鈾鈾235具有易俘獲慢中

4、子，而不易俘獲具有易俘獲慢中子，而不易俘獲快中子的特點(diǎn)，故要有減速劑，常用作減快中子的特點(diǎn)，故要有減速劑，常用作減速劑的物質(zhì)有石墨、重水或普通水（有時(shí)速劑的物質(zhì)有石墨、重水或普通水（有時(shí)叫輕水）叫輕水）v 為了控制中子數(shù)目以控制反應(yīng)的速度，為了控制中子數(shù)目以控制反應(yīng)的速度，還必須在鈾棒之間插入一些控制棒。還必須在鈾棒之間插入一些控制棒。三、輕核的聚變v1、輕核的聚變：輕核結(jié)合成質(zhì)量較大、輕核的聚變：輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為聚變。的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為聚變。v2、在消耗相同質(zhì)量的核燃料時(shí)，聚變、在消耗相同質(zhì)量的核燃料時(shí)，聚變比裂變能釋放更多的能量。比裂變能釋放更多的能

5、量。v 如：一個(gè)氘核和一個(gè)氚核結(jié)合成一如：一個(gè)氘核和一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)，平均每個(gè)核放出的能量在個(gè)氦核時(shí)，平均每個(gè)核放出的能量在3MeV以上。核反應(yīng)方程是：以上。核反應(yīng)方程是：21H31H+0n142He+三、輕核的聚變v3、聚變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng)。、聚變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng)。v 太陽內(nèi)部和許多恒星內(nèi)部都在激烈地太陽內(nèi)部和許多恒星內(nèi)部都在激烈地進(jìn)行著熱核反應(yīng)。進(jìn)行著熱核反應(yīng)。v 氫彈就是根據(jù)熱核反應(yīng)的原理制成的氫彈就是根據(jù)熱核反應(yīng)的原理制成的。 v 關(guān)于原子核的能，下面說法正確的是：關(guān)于原子核的能，下面說法正確的是：vA、使原子核分解為粒子時(shí)放出的能量、使原子核分解為粒子時(shí)放出的能量vB、核子結(jié)

6、合成原子時(shí)需要供給的能量、核子結(jié)合成原子時(shí)需要供給的能量vC、核子結(jié)合成原子時(shí)吸收的能量或原子、核子結(jié)合成原子時(shí)吸收的能量或原子核分解為核子時(shí)放出的能量核分解為核子時(shí)放出的能量vD、核子結(jié)合成原子時(shí)放出的能量或原子、核子結(jié)合成原子時(shí)放出的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量核分解為核子時(shí)吸收的能量v答：答：Dv（2002年江蘇綜合）核反應(yīng)方程式年江蘇綜合）核反應(yīng)方程式v 是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n為中子，為中子，X為待求粒子，為待求粒子，a為為X的個(gè)數(shù)，的個(gè)數(shù)，則則X為為 ,a= ，以，以mU、mBa、mKr分別分別表示表示 核的質(zhì)量，核的質(zhì)量，m

7、p、mn分別表示質(zhì)子和中子的質(zhì)量，分別表示質(zhì)子和中子的質(zhì)量，C為光為光在真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)在真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)中放出的核能量中放出的核能量E= 。 n xa36Kr9256Ba14192U235+、92U23536Kr9256Ba141、v 云室處磁感應(yīng)強(qiáng)度為云室處磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一靜止的質(zhì)量為中，一靜止的質(zhì)量為M的原子核在云的原子核在云室中發(fā)生一次室中發(fā)生一次衰變，衰變，粒子的質(zhì)量為粒子的質(zhì)量為m，電量為，電量為q，其運(yùn)動(dòng)軌跡在與磁場(chǎng)垂，其運(yùn)動(dòng)軌跡在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)，現(xiàn)測(cè)得直的平面內(nèi)，現(xiàn)測(cè)得粒子運(yùn)動(dòng)的軌道粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑半徑R，試求在衰變過程中的質(zhì)量虧損？，試求在衰變過程中的質(zhì)量虧損？（涉及動(dòng)量問題時(shí)，虧損的質(zhì)量可忽（涉及動(dòng)量問題時(shí)，虧損的質(zhì)量可忽略不計(jì)）略不計(jì)）v解析： 衰變過程中動(dòng)量守恒。衰變后，設(shè)衰變過程中動(dòng)量守恒。衰變后，設(shè)粒子的速度為粒子的速度為v1，新核的速度為，新核的速度為 v2 。v 由動(dòng)量守恒定律得：由動(dòng)量守恒定律得： (M-m)v 2 =mv1v 在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其半徑為在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其半徑為v R=mv1/Bq v1 =BqR/mv 在衰變過程中，在衰變過程中， 粒子