19.7 核聚變

1、1普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書—物理（選修3－5）[人教版]第十九章原子核新課標(biāo)要求新課標(biāo)要求1內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)（1）知道原子核的組成。知道放射性和原子核的衰變。會(huì)用半衰期描述衰變速度，知道半衰期的統(tǒng)計(jì)意義。（2）了解放射性同位素的應(yīng)用。知道射線的危害和防護(hù)。例1了解放射性在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。例2調(diào)查房屋裝修材料和首飾材料中具有的放射性，了解相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。（3）知道核力的性質(zhì)。能簡(jiǎn)單解釋輕核與重核內(nèi)中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)具有不同比例的原因。會(huì)根據(jù)質(zhì)量

2、數(shù)守恒和電荷守恒寫出核反應(yīng)方程。（4）認(rèn)識(shí)原子核的結(jié)合能。知道裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)。關(guān)注受控聚變反應(yīng)研究的進(jìn)展。（5）知道鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生條件。了解裂變反應(yīng)堆的工作原理。了解常用裂變反應(yīng)堆的類型。知道核電站的工作模式。（6）通過核能的利用，思考科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系。例3思考核能開發(fā)帶來的社會(huì)問題。（7）初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。例4了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。2活動(dòng)建議：（1）通過查閱資料，了解常用的射

3、線檢測(cè)方法。（2）觀看有關(guān)核能利用的錄像片。（3）舉辦有關(guān)核能利用的科普講座。新課程學(xué)習(xí)新課程學(xué)習(xí)197核聚變核聚變★新課標(biāo)要求新課標(biāo)要求（一）知識(shí)與技能（一）知識(shí)與技能3投影材料一：投影材料一：核聚變發(fā)展的歷史進(jìn)程［1］提問：請(qǐng)同學(xué)們?cè)倏纯幢冉Y(jié)合能曲線（圖19.53），想一想為什么輕核的聚變反應(yīng)能夠比重核的裂變反應(yīng)釋放更多的核能？讓學(xué)生了解聚變的發(fā)展歷史進(jìn)程。學(xué)生思考并分組討論、歸納總結(jié)。學(xué)生回答：因?yàn)檩^輕的原子核比較重的原子核核子的

4、平均質(zhì)量更大，聚變成質(zhì)量較大的原子核能產(chǎn)生更多的質(zhì)量虧損，所以平均每個(gè)核子釋放的能量就更大點(diǎn)評(píng)：學(xué)生閱讀課本，回答問題，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。教師歸納補(bǔ)充：（1）氫的聚變反應(yīng)：21H21H→31He11H4MeV、21H31H→42He10n17.6MeV（2）釋放能量：ΔE＝Δmc2＝17.6MeV，平均每個(gè)核子釋放能量3MeV以上，約為裂變反應(yīng)釋放能量的3～4倍提問：請(qǐng)同學(xué)們?cè)噺奈⒂^和宏觀兩個(gè)角度說明核聚變發(fā)生的條件？學(xué)生閱讀教

5、材，分析思考、歸納總結(jié)并分組討論。得出結(jié)論微觀上：參與反應(yīng)的原子核必須接近到原子核大小的尺寸范圍，即1015m，要使原子核接近到這種程度，必須使它們具有很大的動(dòng)能以克服原子核之間巨大的庫侖斥力。宏觀上：要使原子核具有如此大的動(dòng)能，就要把它加熱到幾百萬攝氏度的高溫。點(diǎn)評(píng)：從宏觀和微觀兩個(gè)角度來考慮核聚變的條件，有助于加深理解。教師說強(qiáng)調(diào)：聚變反應(yīng)一旦發(fā)生，就不再需要外界給它能量，靠自身產(chǎn)生的熱就可以維持反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行下去，在短時(shí)間釋放巨大的

6、能量，這就是聚變引起的核爆炸。教師補(bǔ)充說明：（1）熱核反應(yīng)在宇宙中時(shí)時(shí)刻刻地進(jìn)行著，太陽和很多恒星的內(nèi)部溫度高達(dá)107K以上，因而在那里進(jìn)行著激烈的熱核反應(yīng)，不斷向外界釋放著巨大的能量。太陽每秒釋放的能量約為3.81026J，地球只接受了其中的二十億分之一。太陽在“核燃燒”的過程中“體重”不斷減輕。它每秒有７億噸原子核參與碰撞，轉(zhuǎn)化為能量的物質(zhì)是400萬噸?？茖W(xué)家估計(jì)，太陽的這種“核燃燒”還能維持90億~100億年。當(dāng)然，與人類歷史相比