高二物理裂变和聚变PPT优秀课件

实现受控热核反应的条件
(1)要把热核燃料加热到非常高的温度
(2)要使聚变反应维持下去并能加以控制以提
一、重核的裂变
裂变：用中子轰击某些重核(如铀核)时，发 现重核分裂成质量相近的两部分，并释放 出能量，这种核反应过程叫做核裂变．
核能：核裂变释放出的能量称为裂变能， 也称核能或原子能．
链式反应 裂变的链式反应需要一定的条件才能维持 下去： (1)要有足够浓度的铀235； (2)要有足够数量的慢中子； (3)铀块的体积要大于临界体积．
③热核反应的燃料在地球上储量丰富．
(3)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，目前有三种方法对等 离子体进行约束，即引力约束、磁约束和惯 性约束.
对核裂变的理解
【典例1】 关于重核的裂变，下列说法正确的 是 ( )． A．核裂变时释放的能量等于它俘获中子时 得到的能量
1 MeV的中子
才可能发生裂变，并且几率 铀235 ，俘获能
量低于1 MeV的中子时，不发生裂变，而变
为铀239.
③为使链式反应容易发生，最好选用
一种典型的裂变反应方程 29325U＋10n→8396Kr＋15464Ba＋310n
临界体积：能够发生链式反应的铀块的 最小 体积．
较大的
二、受控热核反应 热核反应 核聚变：轻核结合成质量 增加 核，轻核 聚变释必放 须在高温下进行，因此又叫 ． 核能反量应变举例化：：21H轻＋核31H→聚42变He后＋，10n＋平1均7.6结Me合V. 能 核反，应条反件应：中必须会使它们的距离能达到量．10－15 m 以内，
B．重核裂变时释放出大量的能量，产生明 显的质量亏 损，所以核子数减少
C．铀核自发放出α粒子、β粒子时要释放 能量，核电 站利用的就是这一能量
D．重核的比结合能小于中等质量核的比结
解析 核电站利用的是裂变链式反应所放出 的核能．原子核的衰变以及人工核反应也要 释放核能，但天然衰变进行得非常缓慢，放 出的能量也很小，且人工无法控制，实用价 值不大，原子核的人工转变也放出能量，但 作为“炮弹”的粒子击中原子核的机会太少， 这种做法得不偿失．所以核能的获取主要是 通过裂变或聚变的途径．比结合能是核子结 合成原子核时每个核子平均放出的能量，或 原子核拆解成单个核子时每个核子平均吸收 的能量．
重核的比结合能小于中等质量核的比结合能， 即将重核分成核子时比中等质量核分成核子 时每个核子平均吸收的能量小些，可见由重 核裂变成两个中等质量的核要放出能量，选 项D正确．铀核裂变放出的能量是原子核的核 能，而不是中子具有的动能，选项A错误．裂 变过程遵守质量数、电荷数守恒规律，B错 误．衰变是自发的现象，铀核衰变后的新核 仍是重核，而核电站利用的是裂变核能，选 项C错误．
答案 D
借题发挥 重核发生裂变的条件是：(1)要俘 获慢中子；(2)铀块的体积要大于临界体积．
重核裂变放能的原因是：重核核子的平均质 量大于中等核核子的平均质量．

【变式1】 关于重核的裂变，以下说法正确 的是 ( )．
A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得 到的能量
B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反 应
(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． 热核反应
(1)热核反应的两种方式 ①爆炸式热核反应；
②受控式热核反应，目前正处于探索、实 验阶段．
(2)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；
核进能行下去，源源不断地将 释放出来．
铀235与铀238比较
(1) 天 然 铀 储 量 ： 铀 238 占 99.3%. 铀 235 占
0.7%.
(2)与中子的作用特点
①铀235俘获各种能量的中较大子都会发生裂变， 而 且 俘 获 能 量 低 的大于中 子 发 生 裂 变 的 几 率 ． 很小
②铀238只有俘获能量
C．重核裂变释放出大量能量，产生明显 的质量亏损，所 以核子数要减少
D．由于重核的核子质量大于中等质量核 的核子平均质 量，所以重核裂变为中 等质量的核时，要发生质量 亏损，放出核
mXe＝135.907 2 u， 质量亏损为
Δm＝(mU＋mn)－(mSr＋mXe＋10mn)＝0.150 97 u.
使核具有足够的 动能 ，轻核才能够发生聚变．
特点：在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚
变释放比更重多核裂变
的能量．热核
反应一旦发自生身，产就生的不热再需要外界给它能量，
靠
就会使反应继续下
去．
受控热核反应：如果要使巨大的热核反应能
量不是以爆炸的形式释放，而是在人工控制 下逐渐地释放出来并加以利用(例如发电)， 这称为受控热核反应．
可见铀裂变的质量亏损是远小于一个核子的 质量的，核子数是不会减少的，因此选项A、 B、C均错．重核裂变为中等质量的原子核时， 由于平均质量减小，会发生质量亏损，从而 释放出核能．综上所述，选项D正确．
答案 D
核聚变的理解及其核反应方程
【典例2】 以下说法正确的是 ( )．
A．聚变是裂变的逆反应 B．如果裂变释放能量，则聚变反应必定 吸收能量 C．聚变须将反应物加热至数百万开尔文 以上的高温， 显然是吸收能量 D．裂变与聚变均可释放巨大的能量
第五节 裂变和聚变
1．知道什么是核裂变． 2．知道链式反应，并能计算核裂变释放的核 能．
3．掌握核聚变的定义及发生条件． 4．能计算核聚变释放的能量.
一、核裂变与链式反应
核裂变：重核
分裂为两个或两个以上
的较轻质量的核的反应．
链式反应：一个核的裂变能够引发一个或
一个以上的核发生裂变，自发让核裂变的过程能
解析 A选项从形式上看，裂变与聚变似乎是 互为逆反应，但其实不然，因为二者的反应 物和生成物完全不同．裂变是重核分裂成中 等核，而聚变则是轻核聚合成为次轻核，无 直接关联，并非互为逆反应．
B选项既然裂变与聚变不是互为逆反应，则在 能量流向上也不必相反．
C选项要实现聚变反应，必须使参加反应的轻 核充分接近，需要数百万开尔文的高温提供 能量．但聚变反应一旦实现，所释放的能量 远大于所吸收的能量．因此，总的来说，聚 变反应还是释放能量．