高一物理裂變和聚變

1、3.4《裂變和聚變》,教學(xué)目標(biāo),一、核裂變１、核裂變概念；２、鈾核的裂變；３、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)二、核聚變1 、 輕核的聚變（熱核反應(yīng)）2、發(fā)生聚變的條件3、實(shí)現(xiàn)的方法有:三、受控?zé)岷朔磻?yīng)——核聚變的利用,物理學(xué)中把重核分裂成兩個(gè)較輕的核時(shí)，釋放出核能的反應(yīng)叫做核裂變．,一.核裂變,1.核裂變,2、鈾核的裂變,（1）發(fā)現(xiàn)1939年12月，德國(guó)物理學(xué)家哈恩和他的助手斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)，用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生了裂變。,（2）裂變產(chǎn)物

2、,多種多樣,,+,→,+,+,,+,→,+,+,請(qǐng)計(jì)算鈾裂變時(shí)釋放的能量,已知鈾核裂變的反應(yīng)：,,+,→,+,+,求：（1）該核反應(yīng)釋放的能量 （2）平均每個(gè)核子釋放的能量,1kg鈾全部裂變，它放出的能量超過(guò)2000t優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時(shí)釋放的能量．,由裂變重核裂變產(chǎn)生的中子使反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過(guò)程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．,使裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量。,發(fā)生鏈?zhǔn)椒?/p>

3、應(yīng)的條件：鈾塊的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量，或者鈾塊的體積大于臨界體積。,原子彈,,“小玩意兒”钚裝藥重6.1千克，TNT當(dāng)量2.2萬(wàn)噸，試驗(yàn)中產(chǎn)生了上千萬(wàn)度的高溫和數(shù)百億個(gè)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(gè)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(dòng)物全部死亡．,“原子彈之父” 奧本海默在核爆觀測(cè)站里感到十分震驚，他想起了印度一首古詩(shī)：“漫天奇光異彩，

4、有如圣靈逞威，只有一千個(gè)太陽(yáng)，才能與其爭(zhēng)輝．我是死神，我是世界的毀滅者．”,,,原子彈,,美國(guó)原子彈突襲廣島和長(zhǎng)崎造成了巨大的毀傷．在長(zhǎng)崎投擲的原子彈爆炸后形成的蘑菇狀云團(tuán)，爆炸產(chǎn)生的氣流、煙塵直沖云天，高達(dá)12英里多．廣島市區(qū)80%的建筑化為灰燼，64000人喪生，72000人受傷，傷亡總?cè)藬?shù)占全市總?cè)丝诘?3%．長(zhǎng)崎市60%的建筑物被摧毀，傷亡86000人，占全市37% ．,原子彈,原子彈,在山田須磨子（一位當(dāng)年的爆炸目擊者）的

5、一幅畫(huà)：在遙遠(yuǎn)的廣島上空，原子彈爆炸后發(fā)出彩虹一般絢麗的光芒。,廣島紅十字醫(yī)院里，一個(gè)嚴(yán)重?zé)齻膶W(xué)生仰面躺在一張草席上。他的五官幾乎全被原子彈爆炸產(chǎn)生的熱浪抹掉了。四天后他死了。,倒塌的鋼架結(jié)構(gòu)建筑物,原子彈,中國(guó)第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖,,氚 核,氘核,中子,氦-4,,核聚變,1 、 輕核的聚變（熱核反應(yīng)）,某些輕核能夠結(jié)合在一起，生成一個(gè)較大的原子核，這種核反應(yīng)叫做聚變。,二、核聚變,輕核的聚變:,根據(jù)所給數(shù)據(jù),計(jì)算下面核反應(yīng)放

6、出的能量:,氘核的質(zhì)量：mD＝2.014102u氚核的質(zhì)量：mT＝3.016050u,氦核的質(zhì)量：mα＝4.002603u中子的質(zhì)量：mn=1.008665u,2、發(fā)生聚變的條件:,使原子核間的距離達(dá)到10-15m,3、實(shí)現(xiàn)的方法有:,1）用加速器加速原子核；,２）把原子核加熱到很高的溫度；,108～109K,聚變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng),２）把原子核加熱到很高的溫度；,核聚變的利用——?dú)鋸?三種炸藥：,普通炸藥,Ｕ235,氘、氚,爆炸,,

7、,裂變,,,,聚變,氫彈爆炸形成的磨姑云,熱核反應(yīng)和裂變反應(yīng)相比較，具有許多優(yōu)越性。,三、受控?zé)岷朔磻?yīng)——核聚變的利用,可控?zé)岷朔磻?yīng)將為人類(lèi)提供巨大的能源,和平利用聚變產(chǎn)生的核量是非常吸引人的重大課題，我國(guó)的可控核聚變裝置“中國(guó)環(huán)流器1號(hào)”已取得不少研究成果.,能用于熱核反應(yīng)的原料極其豐富，裂變的原料比較稀缺；反應(yīng)物質(zhì)量相同的情況下聚變放出的能量比裂變多；熱核反應(yīng)后的遺留物對(duì)環(huán)境污染小，這一點(diǎn)裂變無(wú)法相比。,,現(xiàn)在的技術(shù)還不能控制熱