高考物理复习：裂变、聚变

物理学中的核裂变与核聚变核裂变（nuclear fission）和核聚变（nuclear fusion）是物理学中两个重要的核反应过程。

它们都涉及到原子核的变化和释放能量，对于我们理解宇宙中的能量来源以及利用核能具有重要意义。

本文将对核裂变和核聚变进行详细讨论。

一、核裂变核裂变指的是重核（通常是铀、钚等）被中子轰击后分裂成两个或更多的较小的原子核的过程。

在核裂变反应中，发生的最典型的反应是铀核裂变成巫核和次巫核，同时释放出大量的能量。

这是因为原子核的结合能使得核子处于一个相对稳定的状态，而核裂变通过撞击来打破核子之间的结合力，使核子被分散。

核裂变是一种自供能的反应，即反应本身所释放的能量足以维持接下来的反应。

这也是核能发电的基础原理。

例如，核反应堆中的铀棒被中子轰击并发生裂变，释放出大量的热能，然后通过冷却剂来吸收热能，产生蒸汽驱动涡轮发电机，最终转化为电能。

核裂变不仅仅是能源的来源，它也广泛应用于核武器的制造。

通过控制核裂变反应过程中中子的释放和吸收，可以实现核武器的引爆或停止。

二、核聚变核聚变是指两个轻核（通常是氘、氚等）融合成较重的原子核的过程。

在核聚变反应中，释放出的能量来自较轻的核结合成较重的核时所释放出的差额能量。

核聚变是宇宙中恒星的能源来源。

在恒星的内部，高温和高压下，氢原子核发生核聚变反应，产生氦核和释放出大量的能量。

这个过程也是太阳光的能量来源。

在地球上，科学家努力实现人工核聚变，并希望将其应用于清洁而可持续的能源生产。

然而，由于实现核聚变所需的高温和高压条件非常困难，目前仍在研究和发展阶段。

三、核裂变与核聚变的差异核裂变和核聚变有几个显著的不同之处：1. 原料不同：核裂变的原料一般为重核（如铀），而核聚变的原料为轻核（如氘和氚）。

2. 能量释放：核裂变释放出的能量通常比核聚变大得多。

核裂变反应中每个裂变产物释放的能量非常高，而核聚变反应中每个聚变产物释放的能量相对较低。

3. 反应条件：核裂变需要较低的温度和压力条件，而核聚变需要更高的温度和压力才能发生。

高二物理裂变和聚变试题1.有下列核反应：①②③④下列说法中正确的是（）A．①是原子核的人工转变的反应方程式B．②是聚变的核反应方程式C．③是α衰变的反应方程式D．④是裂变的核反应方程式【答案】ABD【解析】我们要对人工转变、聚变、裂变、衰变的定义作深入认识，根据各种定义可知：①是人工转变的反应方程式；②是聚变的核反应方程式；③并不是α衰变，而是人工转变，衰变是自发进行的，不需要外界因素的影响;④是裂变的核反应方程式.故答案为A、B、D三项.【考点】核反应裂变聚变点评：两个质量较小的核结合成一个质量较大的核的核反应叫核聚变．质量较大的核分裂成两个质量中等的核的现象称为核裂变．原子核在自然的状态下由原子核中释放出一个α粒子的现象称为α衰变．放射性同位素的原子核将一个中子转化为一个质子同时释放出一个高速电子的现象称为β衰变。

2.关于聚变，以下说法中正确的是( )A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时放出能量B．同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好多倍C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能【答案】BD【解析】两个轻核聚合为较大质量的原子核就可释放能量但不一定是中等质量的核，故A项错误；聚变反应放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大得多，这点由聚变反应的特点我们就可以知道，故B项正确；裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应的条件是原子核间距达到10-15 m，故要求有足够大的动能才能克服原子核间的斥力做功，故C项错、D项正确【考点】原子核反应聚变点评：核能的开发和利用可以采用两种方法：一种是利用核裂变释放能量，另一种是利用核聚变释放能量，人工控制链式反应的速度和平利用核能，是核电站的原理，由于核聚变需要高温高压，人类还无法和平利用核聚变时放出的能量．3.一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为+,则下列叙述正确的是( )A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中含有141个核子C．因为裂变时释放能量，根据E=mc2，所以裂变后的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少【答案】A【解析】由核反应方程知X的电荷数为x=92-38=54，X的质量数为y=235+1-94-2=140，故其中中子个数为140-54=86，所以A项正确，B项不正确.由于裂变时释放能量，故裂变后总质量减小，但质量数不变，故C、D两项不正确.【考点】裂变质能方程点评：裂变和聚变是在原子物理中学习的两种重要反应：聚变和裂变反应的特点以及应用；质量数和电荷数守恒在核反应中的应用以及质子数、中子数、质量数等之间关系；质能方程的应用，正确理解半衰期的含义等。

物理核聚变和核裂变的例子物理核聚变和核裂变是两种不同的核反应过程，它们在能源领域具有重要的应用价值。

下面将分别介绍物理核聚变和核裂变的例子。

一、物理核聚变的例子：1. 恒星内部的核聚变：恒星是通过核聚变产生能量的天体。

在恒星内部，高温和高压的条件下，氢原子核融合成氦原子核，释放出大量的能量。

这是宇宙中最常见的物理核聚变过程。

2. 氢弹爆炸：氢弹是一种基于物理核聚变的武器。

它通过将重水和氘气体等聚变燃料注入到一个核裂变炸弹中，利用核裂变的能量产生足够高的温度和压力，使得氢原子核融合成氦原子核，释放出巨大的能量。

3. 磁约束核聚变装置：磁约束核聚变装置（如托卡马克装置）是目前研究物理核聚变最常用的装置之一。

在这种装置中，通过利用强磁场将等离子体约束在一个狭窄的空间中，使得氢原子核在高温条件下发生聚变反应。

4. 惯性约束核聚变装置：惯性约束核聚变装置（如激光惯性约束聚变装置）利用激光束将高密度和高温的燃料靶点加热，产生足够的压力和温度，使得氢原子核融合成氦原子核。

5. 国际热核聚变实验堆（ITER）：ITER是目前正在建设中的一个国际性热核聚变实验装置，旨在验证可控核聚变的可行性。

它将采用磁约束技术，通过长时间维持高温和高压的等离子体，实现氢原子核的聚变反应。

二、核裂变的例子：1. 原子弹爆炸：原子弹是一种基于核裂变的武器。

它利用重元素（如铀或钚）原子核吸收中子后不稳定而发生裂变，释放出大量的能量和中子。

2. 核反应堆：核反应堆是一种利用核裂变产生能量的装置。

在核反应堆中，通过将裂变燃料（如铀-235或钚-239）装入反应堆中，控制中子的释放和吸收，产生热能，用于发电或其他用途。

3. 核电站：核电站是利用核裂变产生电能的设施。

核电站中的核反应堆通过核裂变反应产生热能，然后通过蒸汽动力装置将热能转化为电能。

4. 放射性同位素治疗：放射性同位素治疗是一种利用核裂变产生的放射性射线杀灭癌细胞的方法。

例如，利用碘-131放射性同位素治疗甲状腺癌。

核裂变与核聚变的物理过程核裂变和核聚变是两种不同的核反应过程，它们在能量释放和利用方面具有重要意义。

本文将从核裂变和核聚变的物理过程、能量释放和应用等方面进行阐述。

1. 核裂变的物理过程核裂变是指重核（如铀、钚等）被中子轰击后，产生两个或多个中子，同时伴随着核反应释放大量能量的过程。

具体的物理过程如下：（1）中子轰击：中子与重核碰撞，使得重核被激发，形成高能态。

（2）核裂变：被激发的重核不稳定，发生不稳定的核裂变，将重核分裂成两个子核，同时释放出多个中子和巨大能量。

（3）中子产生：核裂变产生的中子可以继续轰击其他重核，从而引发连锁反应，使得核裂变反应持续进行。

核裂变过程中释放的巨大能量可用于发电、武器制造等领域，并有重大的军事和工业应用。

2. 核聚变的物理过程核聚变是指轻核（如氢、氦等）在高温和高压条件下，发生相互碰撞、融合的过程，从而形成新的稳定核的过程。

具体的物理过程如下：（1）高温与高压：为实现核聚变，需要对轻核进行高温和高压环境的控制，以克服核间的库仑斥力。

（2）核融合：经过碰撞与融合，轻核聚变成新的稳定核，释放出巨大的能量。

（3）能量释放：核聚变过程中释放的能量主要以高能中子和光子的形式释放。

核聚变是太阳和恒星内部的能量来源，被视为解决能源危机的未来方向，但目前仍面临技术挑战。

3. 能量释放与应用核裂变和核聚变的物理过程都涉及能量的释放，这些能量具有巨大的潜力和广阔的应用前景。

（1）核能发电：核裂变反应所释放的巨大能量可以用于核能发电，通过控制核反应链实现电能的生成和供应。

（2）核武器制造：核裂变和核聚变的能量释放可以应用于核武器制造，具有极高的破坏力。

（3）聚变能源研究：核聚变是一种干净、高效、可持续的能源形式，目前有多个国际合作项目致力于聚变能源的研究和开发。

（4）放射性同位素治疗：核裂变和核聚变所产生的放射性同位素在医学上有应用，例如放射性同位素治疗癌症等疾病。

总结：核裂变和核聚变是两种重要的核反应过程，它们有着不同的物理过程和能量释放特点。

高考物理知识点聚变裂变高考物理知识点：聚变与裂变高考物理考试中，聚变和裂变是两个非常重要的知识点。

它们分别指的是核反应中的两种不同过程，对能量的转化和利用起着重要的作用。

下面，我们将详细讨论聚变和裂变的概念、原理以及应用。

一、聚变聚变是指将两个或多个轻核聚合成一个更重的核的过程。

在太阳内部，恒星核心的极端温度和压力条件下，氢核通过聚变反应转化为氦核，释放出巨大的能量。

这种过程也可以利用在人造核聚变中，比如实验性的热核聚变反应堆。

人类追求掌握聚变技术已经有数十年的历史。

而这种技术的发展，将为我们提供廉价且无污染的能源，解决人类面临的能源危机，对于可持续发展有着巨大的意义。

然而，迄今为止，实现可控的核聚变还面临诸多挑战，至今尚未实现商业化生产。

二、裂变裂变是指将一个重核分裂成两个轻核的过程。

在裂变过程中，释放出的中子可以引起其他核的裂变，形成连锁反应。

这种连锁反应产生的能量，被用来驱动核反应堆或核弹等。

核裂变技术的发展与应用在军事和能源领域具有重要意义。

核反应堆利用核裂变产生的热能将水转化为蒸汽，进而带动涡轮机发电。

这是一种清洁的能源转化方式，目前已经在一些国家得到广泛应用。

然而，核裂变技术也具有潜在的危险性。

核材料的泄漏、意外事故以及核废料的处理等问题都需要严密的控制与管理。

因此，在核能利用过程中，安全和环境保护问题是不容忽视的。

三、聚变与裂变的对比聚变和裂变在核反应中起着不同的作用。

聚变反应释放出的能量远远高于裂变反应，但实现可控的聚变技术难度更大。

相比之下，裂变技术已经得到广泛应用，但与之相伴随的是核废料处理和安全保障等问题。

同时，聚变和裂变在能源产生上有着不同的应用前景。

聚变提供了无限可获得的能源潜力，但目前尚未突破技术难关。

而裂变则成为了一种主要的清洁能源转化方式，但需引起对于核安全与废料处理的关注。

综上所述，聚变和裂变是高考物理考试中涉及的重要知识点。

通过理解和掌握这两个概念以及相关的原理和应用，我们能够更好地理解核能和核技术的发展现状与前景。

物理核裂变核聚变知识点
物理核裂变和核聚变都是原子核反应的两种形式，二者的区别在于物理核裂变是将一个重核分裂成两个或若干个轻核，而核聚变是将两个或若干个轻核聚合成一个较重的核。

物理核裂变的条件：重核的裂变需要被快中子激发，因此需用中子轰击重核，使其裂变成两个或若干个同性质的轻核，同时释放出大量的能量和几个新的快中子，这些快中子又可以引起其他核的裂变。

物理核裂变的应用：核反应堆利用核裂变的过程，产生大量的热能，通过水的循环提供高温高压蒸汽，带动涡轮，驱动发电机转动，最终产生电能。

核聚变的条件：核聚变需要将两个轻核在高温高压下聚合成一个较重的核，需要有足够高的温度和压力，并且需要保持稳定的反应过程，否则会出现爆炸现象。

核聚变的应用：核聚变是目前实现核能利用的最理想方式之一，该方法不产生大量放射性废料，也不会造成严重的环境污染，而且燃料充足，不会出现资源的短缺问题，但目前实现核聚变的技术尚未成熟，仍需不断的研究和发展。

核物理中的裂变与聚变反应详解在核物理领域中，裂变和聚变是两种重要的核反应方式。

它们在核能发电、核武器研发和核医学等方面发挥着重要作用。

本文将详细阐述裂变和聚变反应的原理、过程以及应用。

一、裂变反应裂变是指重原子核被撞击或吸收中子后分裂成两个或更多的轻核的过程。

最著名的裂变反应是铀-235裂变。

其过程可以用如下方程式来表示：U-235 + n → Ba + Kr + 3n + E其中，U-235指代铀-235核，n代表中子，Ba和Kr分别代表产生的产物核，E表示释放的能量。

在裂变反应中，中子被吸收后，原子核变得不稳定，进而分裂成两个核片段，同时伴随着大量的能量释放。

这些裂变产物中的中子还会继续引发更多的裂变反应，形成连锁反应。

这种连锁反应引发了核反应堆中的裂变链式反应，产生了大量的热能。

裂变反应常用于核电站中的核能发电过程。

通过控制中子的流动来维持连锁反应的平衡，从而产生稳定的能量输出。

此外，裂变技术还可用于核武器制造和医学放射治疗。

二、聚变反应聚变是将轻原子核融合成较重原子核的过程。

最典型的聚变反应是氢与氘的聚变，其反应方程式如下所示：H + D → He + n + E其中，H和D分别代表氢和氘的原子核，He代表产生的氦核，n代表中子，E表示释放的能量。

聚变反应通常需要高温和高压来克服原子核间的库仑斥力，使原子核足够接近，从而发生核反应。

这种条件通常只有在恒星和氢弹等极端环境下才能实现。

由于聚变反应释放的能量巨大且清洁，被认为是实现可持续、环保能源的未来选择。

聚变反应在太阳和恒星中是主要能量来源。

科学家们正在努力开发人工聚变技术，以实现可控核聚变并应用于能源生产。

目前，国际热核聚变实验堆（ITER）项目正在建设聚变反应堆，旨在证明聚变的可行性。

三、裂变与聚变的比较裂变和聚变是两种截然不同的核反应方式，它们在原理、过程和应用方面存在诸多区别。

首先，裂变反应将一个重原子核分裂为两个或更多的轻核，而聚变反应则是将轻核融合成较重核。

物理学中的核裂变与核聚变反应核裂变和核聚变反应是物理学中两个重要的概念，它们在能源产生、核武器及核能应用等方面都具有重要的作用。

本文将从原理、应用和未来发展等角度探讨核裂变和核聚变反应。

一、核裂变反应核裂变反应是指将重核（如铀、钚等）用中子轰击后，使其核发生裂变并产生大量能量的现象。

在核裂变反应中，原子核会分裂成两个较轻的核，并释放出中子和大量的能量。

这种反应在核弹及核能应用中被广泛使用。

核裂变反应的实现需要一个起始中子的轰击，使得原子核不稳定并发生裂变。

裂变产生的大量能量可以用于发电或者被用于武器。

尤其是核武器，其威力巨大，因为在核裂变中，一个原子核的分裂将引发其他原子核的连锁反应。

然而，核裂变也具有一定的缺点，如产生放射性废料和致癌物质等，对环境和人类健康造成潜在威胁。

二、核聚变反应核聚变反应是指将两个轻核（如氘和氚）融合成一个更重的核，并释放出大量的能量。

核聚变反应是太阳及恒星能量产生的基本机制，也是可控核聚变研究的重要方向之一。

核聚变反应需要高温和高压的条件，使得轻核克服库仑斥力，接近到可以引发核聚变反应的距离。

在核聚变反应中，氢原子核会融合成氦原子核，并释放出大量的能量。

核聚变反应具有很多优点，如资源丰富、产生的废料少、不会产生辐射等。

然而，目前实现可控核聚变仍然面临很多挑战，如如何保持高温和高压的条件、如何控制核聚变反应的连续性等。

三、应用和未来发展核裂变和核聚变反应在能源产生、医学和农业等方面有着广泛的应用。

核裂变反应可以用于发电，目前全球有很多核电站正在使用核裂变反应产生电力。

然而，核裂变反应产生的放射性废料对环境和人类健康造成潜在威胁，因此如何正确处理和处置核废料是一个迫切的问题。

核聚变反应的应用在于解决能源危机和环境问题。

相比核裂变反应，核聚变反应使用的燃料多为氢同位素，其资源更为丰富。

如果可控核聚变能够真正实现，将会成为一种清洁、高效的能源解决方案。

目前，国际上多个机构正在开展可控核聚变的研究和实验，如国际热核聚变实验堆（ITER）项目等。

核裂变和核聚变的物理原理核裂变和核聚变是两种核反应，它们都是利用原子核之间的相互作用来实现能量转换的。

这些反应在日常生活中虽然不常见，但却在核能产业中起着重要的作用。

本文将讨论核裂变和核聚变的物理原理。

一、核裂变核裂变是指一个原子核吸收一个中子后分裂成两个或更多质量较小的核的过程，同时释放出大量的能量。

这些被分裂的核称为裂变产物，而已吸收中子的原核被称为靶核。

核裂变的物理原理是通过核反应来实现能量的转换。

在核反应中，原子核之间的相互作用产生了足够的能量来撕裂原子核的结构。

通常来说，核反应会释放出巨大的能量，这就是裂变产物带走的能量。

核裂变的关键是让中子和靶核相互作用。

当中子被靶核吸收时，靶核会变成一个高能态的系统。

然后，这个系统就会发生变化并释放出能量，裂变产物因此产生。

二、核聚变核聚变是指将两个原子核融合在一起成为一个更大的核的过程。

这种反应有两种类型：轻核聚变和重核聚变。

轻核聚变发生在太阳和其他恒星中，而重核聚变则发生在地球上的热核反应中。

核聚变的物理原理是，当原子核自由接近时，由于它们之间的电磁斥力会减小，所以能量会逐渐减小。

一旦核足够靠近，它们就会进入“禁闭区”，在这个区域中，原子核的静电力将克服它们之间的静电排斥力。

原子核在禁闭区内相互吸引并形成联合状态，这个联合状态因为能量比原来的两个原子核的状态更低，因此释放出了能量。

这些能量以光子和带电粒子的形式被释放。

三、核裂变和核聚变的应用核裂变和核聚变的应用非常广泛，如核燃料、核电站和核武器等。

核裂变产生的能量可用于发电，而核聚变则是清洁、高效能量的理想来源。

此外，核裂变还被用于制造核武器。

总之，核裂变和核聚变是两种重要的核反应，它们利用原子核之间的相互作用来实现能量转换。

虽然核裂变和核聚变的物理原理有所不同，但是它们都具有广泛的应用前景。

在未来，这些反应将会成为我们不可或缺的能源来源。

高考物理复习：裂变、聚变100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子．后来，人们用α粒子轰击6028Ni 核也打出了质子：460621228291He+Ni Cu+H X →+；该反应中的X 是______（选填“电子”“正电子”或“中子”）．此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能．目前人类获得核能的主要方式是_______（选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”）．【答案】 (1). 中子 (2). 核裂变【解析】【详解】由质量数和电荷数守恒得：X 应为：10n 即为中子，由于衰变是自发的，且周期与外界因素无关，核聚变目前还无法控制，所以目前获得核能的主要方式是核裂变；1..链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是 （ ）A ．质子B ．中子C ．β粒子D ． α粒子【答案】B【解析】重核的裂变需要中子的轰击，在链式反应中，不断放出高速的中子使裂变可以不断进行下去，B 项正确。

2.铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：n 2n U 101023592++→+b a 则a+b 可能是 A ．Kr Xe 933614054+ B ．Kr Ba 923614156+ C ．Sr Ba 933814156+ D ．Sr Xe 493814054+答：D解析：由质量数守恒和电荷数守恒，选D 。

3.铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是下列说法正确的有A.上述裂变反应中伴随着中子放出B .铀块体积对链式反应的发生无影响C.铀核的链式反应可人工控制D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响答：AC解析：由铀核裂变可知AC 正确，B 错误，铀核的半衰期与物理、化学变化无关，故D 错误。

4.铀核可以发生衰变和裂变，铀核的 （ C ）（A ）衰变和裂变都能自发发生（B ）衰变和裂变都不能自发发生（C ）衰变能自发发生而裂变不能自发发生（D ）衰变不能自发发生而裂变能自发发生解析：铀是天然放射性元素，所以铀核的衰变能自发发生，而铀核的裂变是人工实现的，是用中子轰击铀核实现的，所以铀核的裂变不能自发发生，故A 、B 、D 错误，C 正确。

裂变和聚变★新课标要求（一）知识与技能1．知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量。

2．知道什么是链式反应。

3．会计算重核裂变过程中释放出的能量。

4．知道什么是核反应堆。

了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。

5．了解聚变反应的特点及其条件.6．了解可控热核反应及其研究和发展.7．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。

★教学过程重核裂变（一）引入新课教师：大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟．大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。

我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。

播放VCD光碟，展示原子弹爆炸的过程及原子弹爆炸后形成的惨景的片段。

学生：观看原子弹爆炸的过程，并形成裂变能放出巨大能量的初步认识。

点评：激发起学生主动探求知识的欲望，从而为下一步进行教学活动奠定一个良好的基础。

（二）进行新课1．核裂变（fission ）提问：核裂变的特点是什么？让学生阅读课本核裂变部分内容，分小组讨论。

每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

学生回答：重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变。

教师总结：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。

提问：是不是所有的核裂变都能放出核能？让学生阅读有关核子平均质量有补充材料。

分小组讨论。

每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。

（4）裂变反应中的能量的计算。

裂变前的质量：27103139.390-⨯=U m kg ，27106749.1-⨯=n m kg裂变后的质量：27100016.234-⨯=Ba m kg ，27106047.152-⨯=Kr m kg ，27100247.53-⨯=n m kg ， 学生计算：质量亏损：27103578.0-⨯=∆m kg ，28272)100.3(103578.0⨯⨯⨯=∆=∆-mc E J =201MeV知识总结：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。