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1、 第十九章：原子核 第 7 节：核聚变聚变聚变裂变裂变一、核聚变一、核聚变把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反响叫做裂变。把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反响叫做裂变。把轻核结合成质量较大的核，释放核能的反响叫做聚变。把轻核结合成质量较大的核，释放核能的反响叫做聚变。1.1.轻核的聚变热核反响轻核的聚变热核反响 某些轻核可以结合在一同，生成一个较大的某些轻核可以结合在一同，生成一个较大的原子核，这种核反响叫做聚变。原子核，这种核反响叫做聚变。根据所给数据根据所给数据, ,计算下面核反响放出的能量计算下面核反响放出的能量: :氘核的质量：氘核的质量：mD = 2.014102umD = 2
2、.014102u氚核的质量：氚核的质量：mT = 3.016050umT = 3.016050u氦核的质量：氦核的质量：m = 4.002603um = 4.002603u中子的质量：中子的质量：mn =1.008665umn =1.008665u解析：亏损的质量解析：亏损的质量损失的能量损失的能量发生聚变的条件发生聚变的条件: :使原子核间的间隔到达使原子核间的间隔到达10-15m10-15m实现的方法有实现的方法有: :1 1、用加速器加速原子核；、用加速器加速原子核；、把原子核加热到很高的温度；、把原子核加热到很高的温度；106108K不经济不经济聚变反响又叫热核反响聚变反响又叫热核反响
3、核聚变的利用核聚变的利用氢弹氢弹弹体弹体引爆安装引爆安装小小型型原原子子弹弹三种炸药：三种炸药：普通炸药普通炸药235氘、氚氘、氚爆炸爆炸裂变裂变聚变聚变氘、氚、重氘、氚、重氢化钾等氢化钾等铀铀235外壳外壳普通炸药普通炸药自然界中的核聚变自然界中的核聚变太阳的核熄灭太阳的核熄灭【分析】算出核反响中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方程即可求出反【分析】算出核反响中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方程即可求出反响释放的核能。响释放的核能。2由题给条件可求得质量亏损为：由题给条件可求得质量亏损为：m=2.02(3.0150+1.0087)=0.0035u释放的核能为释放的核能为E=mc2=931.50.0
4、035=3.26MeV大科学工程大科学工程“人造太阳主要是将氚核聚变反响人造太阳主要是将氚核聚变反响释放的能量用来发电，氚核聚变反响方程是释放的能量用来发电，氚核聚变反响方程是，知，知的质量为的质量为2.0u2.0u，的质量为的质量为3.0150u3.0150u，1u931MeV/c2。氚核聚变反响中释放的核能约为。氚核聚变反响中释放的核能约为 A3.7MeV B3.3MeV C2.7MeV D0.93MeV 的质量为的质量为1.0087u1.0087u，2021年高考年高考17题题B0=mUvU-mv (1)由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式得由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动
5、的半径公式得2核反响中释放的核能为核反响中释放的核能为 E=mc2=(238.999655 - 234.99347 - 4.001509)931 =4.356MeV由能的转化和守恒定律知由能的转化和守恒定律知EkU+E k=E - 0.09MeV= 4.266MeVpU=p 粒子的动能为粒子的动能为1.1.热核反响和裂变反响相比较，具有许多优越性。热核反响和裂变反响相比较，具有许多优越性。二、可控热核反响二、可控热核反响二、可控热核反响二、可控热核反响核聚变的利用核聚变的利用核聚变的利用核聚变的利用 可控热核反响将为人类提供宏大的能源可控热核反响将为人类提供宏大的能源, ,和平利用聚变和平利用
6、聚变产生的核量是非常吸引人的艰苦课题，我国的可控核聚变产生的核量是非常吸引人的艰苦课题，我国的可控核聚变安装安装“中国环流器中国环流器1 1号已获得不少研讨成果号已获得不少研讨成果. .轻核聚变产能效率高。轻核聚变产能效率高。地球上聚变燃料的储量丰富。地球上聚变燃料的储量丰富。轻聚变卦为平安、清洁。轻聚变卦为平安、清洁。2.2.在地球上利用聚变核能的困难在地球上利用聚变核能的困难地球上没有任何容器可以经受核聚变的高温地球上没有任何容器可以经受核聚变的高温. .惯性约束惯性约束3.实现核聚变的两种方案。实现核聚变的两种方案。磁约束磁约束环流器的构造环流器的构造惯性约束惯性约束根据爱因斯坦质能方程
7、根据爱因斯坦质能方程可得：可得：D1.太阳因核聚变释放出宏大的太阳因核聚变释放出宏大的能量，同时其质量不断减少能量，同时其质量不断减少.太阳每秒钟辐射出的能量约太阳每秒钟辐射出的能量约为为41026 J，根据爱因斯坦质，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近质量最接近( )A.1036 kg B.1018 kg C.1013 kg D.109 kgD2.太阳不断地向外辐射能量，太阳不断地向外辐射能量，仍坚持仍坚持1千万度以上的高温，千万度以上的高温， 其主要缘由是太阳内部进展其主要缘由是太阳内部进展着猛烈的着猛烈的 ()A衰变反响衰变反响B人工核反响人工核反响C裂变反响裂变反响 D热核反响热核反响太阳的内部时辰都太阳的内部时辰都在进展着氢核的聚在进展着氢核的聚变，即热核反响。变，即热核反响。
