《物理》下册第七节-重核裂变-轻核聚变课件.ppt

1、一、一、核裂变和核聚变核裂变和核聚变 1 1核子的平均质量核子的平均质量 用原子核的质量除以核子数，叫做核子的平均质量核子的平均质量。核子的平均能量 原子序数 FeO ABCDEF铁原子核中核子的平均能量最小 1核裂变核裂变 重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为核裂变核裂变。2核聚变核聚变 轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为核聚变核聚变。二、二、铀核裂变铀核裂变 1铀核分裂铀核分裂 铀核受到中子的轰击后，一般分裂成两个质量相近的中等质量的原子核，同时还放出23个中子。n2)Sr()(XenU109538139541023592锶氙n3)Kr()(BanU109236141

2、561023592氪钡可以放出201MeV的能量。一个铀核分裂时，会放出23个中子，这些中子有可能再引起其他铀核裂变，这些裂变又将产生第二代中子。新中子又引起另外一些铀核裂变，这样就可以使裂变连续地进行，这种反应叫做链式反应链式反应。2链式反应链式反应3链式反应的条件链式反应的条件（1）采用纯 。U23592（2）铀块的质量大于临界质量。临界体积和临界质量临界体积和临界质量 使链式反应能够进行的最小体积叫做临界体积，相应的质量叫临界质量。1原子弹原子弹 利用核裂变反应速度很快，且不可控制的原理制造出的炸弹，叫做原子弹原子弹。三、原子弹三、原子弹 1964年10月16日我国第一颗原子弹爆炸成功，

3、左图是我国第一颗原子弹爆炸时的蘑菇云。弹壳稳定器核炸药铀引爆装置中子反射体原子弹的结构示意图 普通炸药爆炸使两个铀块合并在一起，超过临界体积。当受到自带中子源放出的中子轰击时，就发生快速的链式反应，在百万分之几秒内全部爆炸，放出大量的能量。四、四、核反应堆核反应堆 （2）把核燃料制成细棒，插在减速剂中，使核反应产生的快中子变成低能的热中子，便于吸收。（1）用天然铀作燃料。（3）用控制棒控制参加核反应堆中子数量。1核反应堆核反应堆 实现可控制链式反应的装置叫做核反应堆。2核反应堆的工作原理核反应堆的工作原理 可控核裂变反应。控制棒热交换器出水入水铀棒重水防护层水泵3.重水型反应堆重水型反应堆重水

4、反应堆构造示意图 （1 1）把天然铀燃料制成铀棒，插在重水减速剂中，使核反应产生的快中子变成低能的慢中子，便于铀235吸收。（2 2）在铀棒之间插入一些由镉制成控制棒，镉吸收中子的能力很强，用镉棒插入的深度控制参加核反应中子的数量。（3 3）核燃料裂变放出的能量大部分转化为热，使反应区的温度升高，水在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，带动发电机发电，同时使反应堆冷却。重水反应堆发电过程重水反应堆发电过程核电站图片 秦山核电站大亚湾核电站大亚湾核电站五、五、核聚变核聚变 1核聚变特点：核聚变特点：轻核聚变放出的能量比重核裂变放出的能量更大。例如，一个氘核和一个氚核聚变成一个氦核，释放

5、出17.6 MeV的能量。MeV6.17nHeHH10423121 1 kg 的氘和氚聚变成较重原子核时放出的聚变能量相当于 4 kg 的铀完全裂变时放出的能量或 11 000 t 煤完全燃烧时放出的能量。2热核反应热核反应 在极高温度（108109 K）下进行的聚变反应叫热核反应热核反应。3氢弹氢弹 氢弹就是在原子弹中放入氘和氚，利用原子弹爆炸时产生的超高温时氘和氚产生热核反应，在极短的时间里放出更大的能量。使轻核发生聚变，需要什么条件呢？e2HeH4014211 在太阳内部就不断进行着四个质子聚变成一个氦核的热核反应，同时放出大量能量，其反应方程是：在太阳内部不断进行着四个质子聚变成一个氦核的热核反应，同时放出大量能量。1991 年日全食时太阳的圆盘。氢弹爆炸是快速的热核反应，大量能量在瞬间放出，不能用于和平建设。要利用热核反应产生的能量，就要设法控制热核反应的的速度，即进行可控热核反应。六、可控热核反应六、可控热核反应 20世纪50年代以来，人们一直在研究如何实现可控热核聚变，以解决人类的能源问题。如果可控热核反应得以实现，能源危机将不复存在。【课堂练习题课堂练习题】核电站与火电站相比有哪些优越性？