原子核的收缩

学必求其心得，业必贵于专精

1 7 核聚变

8 粒子和宇宙

疱丁巧解牛

知识·巧学

一、核聚变

1.定义:轻核结合成质量较大的原子核的反应叫聚变。

例如H21+H31→He42+n10

2。聚变发生的条件

(1)要使轻核聚变,就必须使轻核接近核力发生作用的距离10—15m，但是原子核是带正电的，要使它们接近10-15m就必须克服电荷间很大的斥力作用，这就要求原子核具有足够的动能.要使原子核具有足够大的动能，就要给核加热，使物质达到几百万摄氏度的高温.

（2）在高温下,原子已完全电离，形成物质第四态——等离子态，等离子体的密度及维持时间达到一定值时，才能实现聚变.

3。轻核必须在很高的温度下相遇才能发生聚合放出更大的能量，由于温度较高，所以聚变也称为热核反应.

联想发散 原子弹爆炸时，能产生这样的高温，然后引起轻核的聚变，氢弹就是根据这一原理制成的.太阳等许多恒星内部都进行着剧烈的核聚变，温度高达107 K以上，向外释放大量的能量，地球只接收了其中的二十亿分之一左右。

4。聚变与裂变的比较

（1)能用于热核反应的原料极其丰富，裂变的原料比较稀缺.

（2)同样情况下聚变放出的能量比裂变大. 学必求其心得，业必贵于专精

2 (3)热核反应后的遗留物对环境污染小，这一点裂变无法相比。

二、受控热核反应

1.热核反应的优点(与裂变相比）

（1)产生的能量大；

(2）反应后生成的放射性物质易处理；

(3)热核反应的燃料在地球上储量丰富.

2。实现核聚变的难点

地球上没有任何容器能够经受如此高的温度，为解决这个难题，目前有3种方法对等离子体进行约束，即引力约束、磁约束和惯性约束。

3。热核反应的两种方式

爆炸式热核反应；

受控式热核反应,目前正处于探索、试验阶段。

三、“基本粒子”不基本

1。19世纪末,许多人认为光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本粒子.

未反应核收缩模型

介绍

未反应核收缩模型是一种用于描述核素在核反应中收缩的模型。核反应是指核素之间发生的相互作用，包括核聚变和核裂变等过程。在核反应中，核素会发生收缩或膨胀的现象，而未反应核收缩模型就是用来描述这种现象的数学模型。

原理

未反应核收缩模型基于核子间的相互作用力，通过计算核子之间的距离和相互作用力的大小来描述核素的收缩或膨胀。在模型中，核子被看作是具有一定大小和形状的粒子，它们之间通过强相互作用力相互吸引或排斥。当核子之间的距离小于一定范围时，相互作用力会变得很强，导致核素收缩；当核子之间的距离大于一定范围时，相互作用力会变得很弱，导致核素膨胀。

模型描述

未反应核收缩模型可以通过以下步骤进行描述：

1. 确定核素的结构和组成：首先需要确定核素的原子核结构和核子组成，包括质子数和中子数等信息。

2. 计算核子之间的距离：通过核素的结构和组成，可以计算出核子之间的平均距离。这个距离可以用来判断核子之间的相互作用力的大小。

3. 计算相互作用力的大小：根据核子之间的距离，可以计算出相互作用力的大小。这个相互作用力可以表示为一个函数，函数的形式可以根据具体情况进行选择。

4. 判断核素的收缩或膨胀：根据相互作用力的大小，可以判断核素是收缩还是膨胀。当相互作用力大于一定阈值时，核素会收缩；当相互作用力小于一定阈值时，核素会膨胀。

应用

未反应核收缩模型在核物理学和核工程学中具有广泛的应用。以下是一些常见的应用领域： 1. 核聚变反应：未反应核收缩模型可以用来描述核聚变反应中的核素收缩现象。核聚变是指两个轻核合并成一个重核的过程，这个过程中需要克服核子之间的相互作用力，因此核素会发生收缩。

2. 核裂变反应：未反应核收缩模型也可以用来描述核裂变反应中的核素收缩现象。核裂变是指一个重核分裂成两个轻核的过程，这个过程中核子之间的相互作用力减弱，导致核素膨胀。

3. 核辐射：未反应核收缩模型可以用来解释核辐射现象。核辐射是指核素放射出的粒子或电磁波，这个过程中核素会发生收缩或膨胀。

新的粒子：测这种粒子的质量和电荷量，确定它就是氢原子核，即质子：H11或P11 第20单元：原子核的人工转变 原子核的组成

教学要求：●知道原子核的人工转变，了解原子核的组成。

1、 知道原子核的人工转变，知道质子和中子是如何被发现的。

2、 了解原子核的组成，知道核子和同位素等概念。

3、 了解核力的简单特性。

教学重点： 质子中子的发现方程，原子核的组成，用原子核的组成解释α衰变、β衰变对原子核结构的改变实质

教学过程：

（一）复习提问：

天然放射性元素能放出几种射线？这些射线的本质是什么？

（二）引入：天然放射现象说明某些元素的原子核可以自发的产生核转变（α衰变β衰变γ衰变），而用由人工控制的某些粒子轰击原子核也可以使其发生转变，即原子核可以发生人工转变。

（三）新授：

1、原子核的人工转变：人为的用高速运动的粒子（如α粒子）轰击原子核而产生新的原子核的方法叫原子核的人工转变。

◆1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验

装置：（引导学生阅读课本P278图9-12）

过程：（引导学生阅读课本P278第二段文字）

现象：从荧光屏S上发现了闪光。

分析：闪光点的产生不是α粒子的效应，因为铝箔F的厚度能阻挡（或吸收）所有的α粒子，肯定是α粒子与氮气作用所产生的新粒子而引起的闪光，那么，它是什么性质的粒子？它是否带电？质量多大？

结论：用α粒子轰击氮原子核后产生了新的粒子。

为了证实上述实验的结果，英国物理学家布拉凯特实验照片分析：

α粒子径迹碰后分叉：（图片P279图9-13）

分叉后的细长径迹---质子的径迹

另一条短粗 径 迹---新核径迹

发现质子的方程：HOHNe1117842147

2、中子的发现：

思维过程：质子是原子核的组成部分已被人接受，最初有人认为，原子核可能是由质子组成的。但不久就知道这种想法是不正确的。如果原子核只是由质子组成，它的电荷数应该与质量数相等。实际上原子核的电荷数只是质量数的一半或者还少一些，卢瑟福根据这一事实，预言原子内可能还存在着质量跟质子相等的不带电的中性粒子，他把它称为中子。 后来人们发现用射线轰击铍能产生一种能量较高、贯穿能力很强的中性粒子，英国查德威克经仔细研究终于发现中子。（详见课本P279～Ｐ280：中子的发现）

第20单元：原子核的人工转变 原子核的组成

教学要求：●知道原子核的人工转变，了解原子核的组成。

1、 知道原子核的人工转变，知道质子和中子是如何被发现的。

2、 了解原子核的组成，知道核子和同位素等概念。

3、 了解核力的简单特性。

教学重点： 质子中子的发现方程，原子核的组成，用原子核的组成解释α衰变、β衰变对原子核结构的改变实质

教学过程：

（一）复习提问：

天然放射性元素能放出几种射线？这些射线的本质是什么？

（二）引入：天然放射现象说明某些元素的原子核可以自发的产生核转变（α衰变β衰变γ衰变），而用由人工控制的某些粒子轰击原子核也可以使其发生转变，即原子核可以发生人工转变。

（三）新授：

1、原子核的人工转变：人为的用高速运动的粒子（如α粒子）轰击原子核而产生新的原子核的方法叫原子核的人工转变。

◆1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验

装置：（引导学生阅读课本P278图9-12）

过程：（引导学生阅读课本P278第二段文字）

现象：从荧光屏S上发现了闪光。

分析：闪光点的产生不是α粒子的效应，因为铝箔F的厚度能阻挡（或吸收）所有的α粒子，肯定是α粒子与氮气作用所产生的新粒子而引起的闪光，那么，它是什么性质的粒子？它是否带电？质量多大？

结论：用α粒子轰击氮原子核后产生了新的粒子。

为了证实上述实验的结果，英国物理学家布拉凯特实验照片分析：

α粒子径迹碰后分叉：（图片P279图9-13）

分叉后的细长径迹---质子的径迹

另一条短粗 径 迹---新核径迹

发现质子的方程：

2、中子的发现：

思维过程：质子是原子核的组成部分已被人接受，最初有人认为，原子核可能是由质子组成的。但不久就知道这种想法是不正确的。如果原子核只是由质子组成，它的电荷数应该与质量数相等。实际上原子核的电荷数只是质量数的一半或者还少一些，卢瑟福根据这一事实，预言原子内可能还存在着质量跟质子相等的不带电的中性粒子，他把它称为中子。