核裂變核聚變課件

第五、六節(jié)：核裂變 核聚變原子核12D:\徐\高中\(zhòng)多媒體素材\flash課件\flash課件\廣島原子彈爆炸過程標(biāo)清.flv一、裂變和聚變核裂變：重的一個核分裂成兩個較輕的核時，也會釋放出能量，這種核反應(yīng)叫做核裂變。核聚變：兩個輕核聚合成一個較重的核時，會釋放出能量來，這種核反應(yīng)叫做核聚變。原子彈爆炸34重核的裂變1、1938年，德國化學(xué)家哈恩和斯特拉斯用中子轟擊鈾核時發(fā)現(xiàn)了核裂變即：一個重核分裂成了兩個中等質(zhì)量的核。二、核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)5釋放的核能裂變以前裂變以后反應(yīng)過程中質(zhì)量減少△m=0.2135u.反應(yīng)中釋放的能量:

△E=

△m·c2=201兆電子伏.62、核反應(yīng)方程+201Mev3、我國物理學(xué)家錢三強，何澤慧夫婦1946年在巴黎發(fā)現(xiàn)了鈾的三分裂和四分裂

。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)1、重的原子核俘獲一個中子以后發(fā)生裂變放出中子，如果這些中子又引起其他的核裂變，使得裂變不斷地進行下去，釋放出越來越多的能量。這種反應(yīng)叫鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。7鏈?zhǔn)椒磻?yīng)模擬演示18鏈?zhǔn)椒磻?yīng)模擬演示29103.

臨界體積:能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾塊的最小體積叫做它的臨界體積。如果鈾235的體積超過了它的臨界體積，只要有中子進入鈾塊，會立即引起鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在極短時間內(nèi)就會釋放出大量的核能，發(fā)生猛烈的爆炸，原子彈就是根據(jù)這個原理制成的。原子彈：

鈾核裂變時放出巨大的能量，同時能放出多于二個中子，若分裂時放出的中子全部被別的鈾核吸收，又引起新的裂變，這樣，裂變的數(shù)目將按指數(shù)規(guī)律增大，結(jié)果形成一發(fā)散的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，這就是原子彈中發(fā)生的情況。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的應(yīng)用——原子彈11鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的應(yīng)用——原子彈原子彈裝藥重6.1千克，TNT當(dāng)量1.8萬噸，試驗中產(chǎn)生了上千萬度的高溫和數(shù)十萬個大氣壓，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(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，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．”12反應(yīng)堆原子彈爆炸時鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度是無法控制的，為了用人工方法控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能比較平緩地釋放出來，人們制成了核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是人工控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置。13水泥防護層石墨減速劑鈾棒核原料水管冷卻劑熱交換防輻射鎘棒控制反應(yīng)速度

吸收慢中子快中子

→

慢中14

子（以便⑴核燃料。用濃縮鈾（能吸收慢中子的鈾235約占3%）。⑵減速劑。用石墨或重水使裂變中產(chǎn)生的中子減速，被鈾235吸收）。⑶控制棒。用鎘做成（鎘吸收中子的能力很強）。⑷冷卻劑。用水或液態(tài)鈉（把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去用于發(fā)電，同時使反應(yīng)堆冷卻，保證安全）。⑸水泥防護層。用來屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線。（對放射性的廢料，也要裝入特制的容器，埋入深地層來處理

）核反應(yīng)堆的主要組成是：15核電站 核能利用1、核電站：利用反應(yīng)堆工作時釋放出的熱能使水汽化以推動汽輪發(fā)電機發(fā)電，這就是核電站。1617172、核能利用：①核電站消耗的“燃料”很少。一座一百萬千瓦的核電站，每年只消耗30噸濃縮油，而同樣功率的火力發(fā)電站，每年卻要消耗250萬噸煤。目前，核能發(fā)電的經(jīng)濟效益跟火電站大體相同。到20世紀(jì)末，核發(fā)電已占世界發(fā)電總量的30%。②把反應(yīng)堆小型化，可以使核能作為動力，制造核動力潛艇、核動力破冰船和核動力航空母艦，在某些動力裝置上也有利用的可能。③核反應(yīng)堆不僅可以提供強大的核能，而且它產(chǎn)生的大量中子還可以用來進行各種原子核物理實驗，制造各種反射性同位素。18核動力潛艇19廣東省大亞灣核電站廣東省大亞灣核電站2021輕核的聚變1、將幾個輕核結(jié)合成較大質(zhì)量的核叫輕核聚變。2、核反應(yīng)方程:+17.6Mev該反應(yīng)平均每個核子放出的能量在3Mev以上，聚變比裂變能放出更多的能量。3.其它聚變：上述反應(yīng)都需要超高溫條件，稱為熱核反應(yīng)。2223熱核反應(yīng)：物質(zhì)達到幾百萬度以上的高溫時，原子的核外電子已經(jīng)完全和原子脫離，這時小部分原子核就具有足夠的動能，能夠克服相互間的庫侖斥力，在相互碰撞中接近到可以發(fā)生聚變的程度。因此，這種反應(yīng)又叫做熱核反應(yīng)。如果要使巨大的熱核反應(yīng)能量不是以爆炸的形式釋放，而是在人工控制下逐漸地釋放出來并加以利用（例如發(fā)電），這稱為受控?zé)岷朔磻?yīng)。聚變反應(yīng)的應(yīng)用:太陽內(nèi)部和許多恒星的內(nèi)部，氫彈的爆炸（通過原子彈爆炸時產(chǎn)生的高溫來達到

）可控?zé)岷朔磻?yīng):中國環(huán)流器一號熱核反應(yīng)的優(yōu)點：能量大、污染小、材料易得4.受控?zé)岷朔磻?yīng)：24氫彈爆炸托克馬克裝置太陽熱核反應(yīng):在太陽內(nèi)部，氫核在極高溫度下聚變成氦核，在這過程中釋放出28兆電子伏的能量.不過這種聚變過程，不是一次反應(yīng)就能完成的，要經(jīng)過幾次反應(yīng)才能把四個氫核聚合成一個氦核.太陽正是靠這種反應(yīng)以驚人的巨大功率，向宇宙空間輻射能量的.25氫彈：利用氘、氚（氫的同位素）等輕原子核的聚變反應(yīng)原理制成的核武器通常稱為氫彈。氫彈反應(yīng)式26氫彈結(jié)構(gòu)示意圖27思考:已知鐳22688Ra、氡22286Rn和氦He的原子量分別是見226.0254，222.0175和4.0026．在鐳核的α衰變中放出的能量有多少電子伏？28思考:在某些恒星內(nèi)部,3個α粒子可以結(jié)合成一個