高二物理核能
高二物理核能
四、裂变的应用：原子弹 中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
可怕的美丽
可怕的美丽
原子弹之父奥本海默在核爆观测站里感 到十分震惊，他想起了印度一首古诗
漫天奇光异彩 有如圣灵逞威 只有一千个太阳 才能与其争辉 我是死神 我是世界的毁灭者
五、轻核的聚变 在消耗相同质量的核燃料时，聚变比裂变能释放更多的能量．
• 平均结合能：是指核子结合成原子核时 每个核子平均放出的能量，也是把原子 核重新分解成自由核子时每个核子平均 吸收的能量。平均结合能越大，原子核 越难分离。
一、核力与核能
•质能方程与质量亏损
• E＝mc2 • △E＝ △mc2
核子平均质量
• 实验发现，任何一个原子核的质量总是 小球组成它的所有核子的质量之和，这 一差值叫做质量亏损。 D
1、必须让轻核的距离非常接近 需要克服极大的库仑斥力 2、必须让轻核具有很大的动能
1015m
E k1
Ek2
五、轻核的聚变 如何让核子具有如此大的动能？
可以将轻核加热到很高的温度
当物质达到几百万摄氏度以上的高温时，剧烈的热运动使得一部分原子核已经具有 足够的动能，可以克服相互之间的库仑斥力，在碰撞时发生聚变．因此，聚变反应 又叫热核反应．
约10-14m
约10-15m
一、核力与核能
•核素图 • 核素（nuclide）：具有一定核电荷数和质量
数，并且具有同一能态的一种原子核或原子， 称为一种核素。通常核素可简记为AX （如 13C）
• 原子序数越大，稳定核素的中子数越来越大 于质子数
一、核力与核能
•结合能与平均结合能
• 原子核的结合能：核子结合成原子核所 释放的能量。
最新高二物理核能ppt课件
元素的化学性质 决定 原子核外的电子
射线 来源 原子核
人们认识原子核的结构是从 天然放射现象 开始的。
衰变、半衰期
原子核由于放出某种粒子而转变为新核的 变化叫做原子核的衰变。
原子核衰变时电荷数和质量数都守恒
U238在 衰变时产生的钍234也具有放射性， 放出 离子后变为（镤）Th234，上述的过程可以
伴随着 辐射。这时射线中就会同时具有
、 和 三种射线。
衰变、半衰期
放射性元素衰变的快慢有一定的规律。
放射性元素的原子核 有半数发生衰变所需 的时间，叫做这种元 素的半衰期．
半衰期表示放射性元素 衰变快慢的物理量。
衰变、半衰期
• 如：Na24的半衰期是2小时 10克Na经2小时 衰变了5克 剩 5克
用下面的衰变方程表示：
U 238
92
234 90
Th
＋
4 2
He
衰变
e 234
90
Th
234 91
Pa
＋
0 -1
衰变
衰变、半衰期 在放射性元素的原子核中：
结合
质子
中子
转化
和
中子
质子 电子
衰变 衰变
衰变、半衰期
为什么
射线经常是伴随 射线和 射线产生的.
当放射性物质连续发生衰变时，原子核中
有的发生衰变，有的发生衰变，同时
------质子是原子核的组成部分。
原子核是否只是由质子组成呢？
核的质量 ？ 质子质量
核的电量 质子电量
> 核的质量
原子核的组成: 质子质量
核的电量 质子电量
卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子，这
高二物理 核力与结合能 重核裂变 轻核聚变
铀核裂变时如果生成物不同，释放 的能量也有差异。一个铀235核裂 变时释放的能量如果200MeV估算， 1kg铀235全部裂变时放出的能量 就相当于2800t标准煤完全燃烧时 释放的化学能!
我国第一颗原子弹爆炸
切尔诺贝利事件
除核力外原子核内还存在自然界的第四种相互作用 弱相互作用（弱力） 弱力是引起β衰变，即中子－质子转变的原因 弱相互作用也是短程力，力程比强力更短，为10－18m，作用强度则比电 磁力小。
四种基本相互作用
1.万有引力：引力主要在宏观和宇宙尺度上“独领风骚”。 2.电磁力：电磁力和万有引力都是“长程力”。
某些轻核能够结合 在一起，生成一个 较大的原子核，同 时放出大量的核能。 这种核反应叫做核 聚变。
在20世纪20年代末曾经引起 遐想：如果使较重的核分裂成 中等大小的核，或者把较小的 核合并成中等大小的核，核子 的比结合能都会增加，这样岂 不是可以释放能量供人使用？ 前景的确诱人，但是怎样使原 子核发生分裂或者合并呢？这 在当时是一个无法解决的问题。
1938 年底，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的实验 中发现，生成物中有原子序数为 56 的元素钡。 奥地利物理学家迈特纳和弗里施对此做出了解释：铀核在被中子轰击后分裂成 两块质量差不多的碎块。弗里施借用细胞分裂的生物学名词，把这类核反应定 名为原子核的裂变。
3.强相互作用：在原子核内，强力将核子束缚在一起。
4.弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因。
中
子
实际存在的
数
原子核
问题：自然界中较轻的原子 核，质子数与中子数大致相
等，但对于较重的原子核，
高二物理核能的利用
我国第一颗原子弹爆炸时的情景
我国第一颗氢弹爆炸时的情景
1964年10月16日，我国爆炸了第一颗原子弹，成功地进行了第一 次核试验。原子弹爆炸的成功吸引了全世界的目光，一夜之间中 国跨进了核大国行列，全世界刮目相看。
核能的产生原理
核能的产生原理
质子 原子核 中子
原子
核外电子
氢原子核
锂原子核
核子间存在着强大的核力，所以原子核是一个坚固的集合体 ，要把原子核拆散成核子，需要巨大原能量。
附赠 中高考状元学习方法
前
言
高考状元是一个特殊的群体，在许多 人的眼中，他们就如浩瀚宇宙里璀璨夺目 的星星那样遥不可及。但实际上他们和我 们每一个同学都一样平凡而普通，但他们 有是不平凡不普通的，他们的不平凡之处 就是在学习方面有一些独到的个性，又有 着一些共性，而这些对在校的同学尤其是 将参加高考的同学都有一定的借鉴意义。
秦山核电站
大亚湾核电站
布 比 利 斯 核 电 站
核电站与环境
——核电是安全的能源
核电站实施纵深防御、多重保护、多样性的设计原则，确保核 安全；核电站运行期间不受发电量、经济效益和其他因素的约 束。以秦山核电站为例，它有三道屏障，用于防止放射性物质 的外泻。第一道屏障是锆-4合金的燃料包壳，它把核燃料及其 裂变产物封闭起来。第二道屏障是壁后为175毫米钢板制成的反 应堆压力容器以及相应的管道设施，它把反应堆冷却剂包容在 里面，防止有放射性的反应堆冷却剂外泄。第三道屏障是反应 堆安全壳，它是高72.5米、外径38米、厚1米的钢筋混凝土制成 的圆柱形建筑，内衬6毫米的钢板。安全壳既能抵御外部破坏， 例如龙卷风、地震、喷气式飞机的撞击，还能抵御最严重事故 情况下内部的高温和高压，防止放射性物质的外泄。
高二物理核能的利用精品PPT课件
电离辐射
α Β
非电离辐射
γ
放射性物质对人体伤害的规律是：距离射源越远，受照时间越短， 隔离的“屏障”越多，受到伤害越小。
核电站和日常生活辐照水平的对比
一次全身大剂量辐射照射对身体的影响
21世纪已经到来!
我们将如何面对到来的下一个10年？ 膨胀的人口...发 展的经济...对计算机更多的依赖、各种电子技术...对 进口石油的更多依赖...天然气价格和长期供应的不确 定性...以及燃烧天然燃料对环境带来的一大堆问题。
少了9％，尘埃减少 了36％，大气质量有 明显改善。
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核电站实施纵深防御、多重保护、多样性的设计原则，确保核 安全；核电站运行期间不受发电量、经济效益和其他因素的约 束。以秦山核电站为例，它有三道屏障，用于防止放射性物质 的外泻。第一道屏障是锆-4合金的燃料包壳，它把核燃料及其 裂变产物封闭起来。第二道屏障是壁后为175毫米钢板制成的反 应堆压力容器以及相应的管道设施，它把反应堆冷却剂包容在 里面，防止有放射性的反应堆冷却剂外泄。第三道屏障是反应 堆安全壳，它是高72.5米、外径38米、厚1米的钢筋混凝土制成 的圆柱形建筑，内衬6毫米的钢板。安全壳既能抵御外部破坏， 例如龙卷风、地震、喷气式飞机的撞击，还能抵御最严重事故 情况下内部的高温和高压，防止放射性物质的外泄。
从原子弹说起
发射区1.6公里内的所有生物全都荡然无存。离发射场800 米的一座32吨重的钢塔成了一堆扭曲的废物。发射场周围 800米的沙粒被融化成玻璃体，绿色透明似翡翠。
1945年8月6日和9日， 美国分别在日本广岛和 长崎两市投下原子弹， 使其遭到致命打击，8 月15日，日本无条件投 降。
高考物理核能知识点
高考物理核能知识点核能是物理学中的一个重要概念，也是高考物理考试中常出现的知识点之一。
核能的了解不仅有助于我们更好地理解能源问题，还对我们日常生活中的科技应用具有重要意义。
首先，我们来了解一下核能的概念。
核能指的是原子核中的巨大能量。
原子核由质子和中子组成，其中质子带正电，中子不带电。
核能的存在源于原子核的结构，即核力的作用。
核力是一种比电磁力强得多的作用力，它能够将质子和中子紧密地结合在一起。
当原子核发生某种变化时，如核裂变或核聚变，核能就会释放出来。
核能有很多应用，其中最广泛的是核电站。
核电站是利用核能产生电能的设施。
在核电站内，核燃料发生核裂变，释放出大量的能量，将水转化为蒸汽，驱动涡轮发电机转动，最终产生电能。
核能作为一种清洁、高效的能源形式，具有很大的优势。
与煤、油等传统能源相比，核能的排放量很低，对环境影响较小。
此外，核能燃料的储存量相对较大，在一定程度上可以满足能源需求。
然而，核能的应用也存在一些问题和挑战。
其中最大的挑战之一是核废料的处理。
在核裂变过程中产生的废料富含放射性物质，具有很高的危险性。
因此，正确处理和储存核废料至关重要。
目前，科学家们正在研究发展更安全、高效的核废料处理技术，以解决核废料问题。
此外，核能的应用也存在核安全问题。
核能的使用必须严格遵循安全规定，以防止核泄漏和核事故的发生。
除了核电站，核能还有其他一些重要应用。
核技术在医疗诊断、治疗和生物学研究等领域都具有重要作用。
例如，放射性同位素的应用可以用于放射性药物的制备，用于癌症的诊断和治疗。
此外，核技术还可以用于无损检测、碳14测年等领域。
这些应用使得核能在多个领域都起到了重要的支撑作用。
总之，核能是物理学中的重要概念，也是高考物理考试中的重点内容之一。
了解核能的概念、应用和挑战对我们深入理解能源问题和科技应用非常重要。
希望通过今天的文章，可以帮助大家加深对核能知识的认识和理解。
高中物理总复习之知识讲解 核能、核能的利用
物理总复习：核能、核能的利用【考纲要求】1、知道核力及结合能、质量亏损等概念2、会配平和书写核反应方程式3、知道核能获取的两种方式，了解核反应堆的主要组成部分，能进行简单的有关核能的计算问题【考点梳理】考点一、核能要点诠释：1、核力核子间作用力。
其特点为短程强引力：作用范围为2.0×10－15m，只在相邻的核子间发生作用。
2、核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。
比结合能：结合能与核子数之比称做比结合能，也叫平均结合能。
比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。
不同原子核的比结合能是不一样的，由比结合能曲线可以看出：中等大小的核比结合能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳定。
3、质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝mc2说明物体的质量和能量之间存在着一定的关系，一个量的变化必然伴随着另一个量的变化。
核子在结合成原子核时放出核能，因此，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小△m，这就是质量亏损。
由质量亏损可求出释放的核能△E＝△mc2；反之，由核能也可求出核反应过程的质量亏损。
4、△E＝△mc2是计算核能的常用方法。
在具体应用中要注意单位制的统一及不同单位的换算。
若质量单位取原子质量单位u，则：此结论亦可在计算中直接应用。
另外，在无光子辐射的情况下，核反应中释放的核能转化为生成的新核和新粒子的动能。
因而在此情况下可应用力学原理—动量守恒和能量守恒来计算核能。
5、质能方程的理解对于质量亏损，切忌不能认为这部分质量转化成了能量，质能方程的本质是：第一，质量或能量是物质的属性之一，决不能把物质和它们的某一属性（质量和能量）等同起来。
第二，质能方程揭示了质量和能量的不可分割性，方程建立了这两个属性在数值上的关系，这两个量分别遵守质量守恒和能量守恒，质量和能量在量值上的联系决不等于这两个量可以相互转化。
第三，质量亏损不是否定了质量守恒定律，生成的γ射线虽静质量为零，但动质量不为零。
物理核能知识点高考
物理核能知识点高考物理核能是物理学的重要分支之一，涉及到许多复杂而有趣的概念和现象。
对于参加高考的学生来说，掌握物理核能的相关知识点是非常重要的，因为这可能成为他们在试卷上的一道必答题。
本文将介绍一些与物理核能相关的知识点，帮助学生更好地准备高考。
一、核能的定义和特点核能是指原子核内部的能量，它是一种极为庞大的能量储备。
物理核能主要体现在核裂变和核聚变两个方面。
核裂变是指一个重核被中子轰击后分裂成两个或多个轻核的过程，而核聚变是指两个轻核相互碰撞，形成更重的核的过程。
核能的特点之一是能量巨大。
相比于化学反应释放的能量，核反应释放的能量要大得多。
这是因为核反应涉及到原子核内部的能量，而原子核的质量远大于电子质量，因此核能远远超过化学能。
另一个核能的特点是能量密度高。
核燃料体积相对较小，但能量储备非常丰富。
核能的能量密度远远超过化石燃料，这也是核能在能源领域备受瞩目的原因之一。
二、核裂变与核聚变核裂变和核聚变是核能产生的两种不同机制。
核裂变是指一个重核被中子轰击后分裂成两个或多个轻核的过程。
核聚变则是两个轻核相互碰撞，形成更重的核的过程。
核反应释放出的能量是由核质量变化引起的。
核裂变是目前广泛应用于核电站中的一种反应形式。
在核电站中，通过将铀或钚等重核裂变，释放出大量热能，用于产生蒸汽驱动涡轮发电机。
核裂变产生的射线对人体有一定的伤害，因此需要采取相应的保护措施。
核聚变是太阳和恒星中发生的一种自然现象。
在核聚变反应中，两个轻核相互碰撞，形成更重的核，并释放出巨大的能量。
核聚变具有可持续性和高能量密度的优势，但目前科学家们尚未解决核聚变实验的诸多技术难题，因此目前无法实现可控的核聚变反应。
三、核辐射和核辐射防护核裂变和核聚变过程中释放出的能量不仅包括热能，还包括可见光、紫外线、X射线和伽马射线等电磁辐射，以及带电粒子辐射。
这些辐射对人体组织和细胞具有一定的伤害性。
核辐射防护是一项重要的安全措施，通过采取合适的防护设施和措施，减少辐射对人体的伤害。
物理核能知识点
物理核能知识点
核能是物理学中一个重要的知识点，以下是一些关键内容：
1. 核能的定义：核能是指原子核在发生变化时释放出的巨大能量。
2. 核反应类型：主要包括核聚变和核裂变两种类型。
3. 核能的利用：核能可以通过核电站、核武器等形式被利用。
4. 核电站工作原理：利用核裂变反应产生的热量将水加热成蒸汽，驱动涡轮机发电。
5. 核聚变能源：核聚变反应有望成为未来的清洁能源，但目前仍在研究和开发阶段。
6. 核武器：核裂变武器和核聚变武器是目前世界上存在的两种核武器。
7. 核反应堆：用于引发和控制核反应的装置。
8. 核废料处理：核能产生的核废料需要妥善处理，以避免对环境和人类造成危害。
9. 核能的优缺点：核能具有能量密度高、清洁等优点，但也存在安全风险和核废料处理等问题。
高二物理核反应和核能
种类
本质
4 2 0 -1
电离本领 最强 较弱 最弱
穿透本领 最弱（空气中几厘米或一张薄纸） 较强（几毫米的铝板） 最强（几厘米的铅板）
射线
射线
射线
He e
光子
按照衰变时放出粒子的不同又分为 α 衰变和 β 衰变， 其核反应方程如下：
238 92
U 23490Th+42He（ 衰变） Th
针对训练1－1：关于原子核衰变，下列说法正确的是（ ） A.同一种放射性元素处于单质状态或化合物状态，温度升高 或降低，其半衰期相同 B.原子核衰变可同时放出α、β、γ射线，它们都是电磁波 C.治疗脑肿瘤的“γ刀”是利用了γ射线电离本领大的特性 D.β射线的电子是原子核外电子释放出来而形成的
解析：元素的半衰期与它的物理状态和化学状态无关，A 对；一个原子核衰变时只能放出一个α粒子或一个β粒子， 同时由于新核不稳定，伴随着γ射线的释放，大量不同元 素的原子核衰变时可同时放出α、β、γ射线，但α、β粒子 是实物粒子，γ是电磁波，B错；治疗脑肿瘤的“γ刀”是 利用了γ射线贯穿本领大，能量高的特点，C错；β射线的 电子是原子核衰变时由一个中子变成质子同时释放出的一 个电子，D错. 答案：A.
【例 2】 现有五个核反应： A.21H+31H→42He+10n B.235 92U+10n→X+9438Sr+210n C.2411Na→2412Mg+ 0－1e D.22088Ra→21686Rn+42He E.42He+2713Al→3015P+10n （1）__________________是发现中子的核反应方程，
3
）
思路点拨：半衰期是指原子核有半数发生衰变所经历的时间，它是由原
高二物理学习中的核反应与核能利用研究
高二物理学习中的核反应与核能利用研究核能是指从原子核中释放出的能量，广泛应用于发电、医疗和工业生产等领域。
而核反应则是指原子核中的核子之间的相互作用。
高二物理学习中，核反应与核能利用是一个重要的课题，本文将从理论探索、实验研究和应用发展三个方面进行讲述。
一、理论探索核反应的理论探索是高二物理学习的首要任务之一。
在学习过程中，我们需要了解原子核的结构与组成，掌握原子核稳定性及放射性的概念，以及探索核反应的机制。
理论探索包括从基础的质子、中子和原子核之间的相互作用，到核衰变、核裂变和核聚变等核反应过程的研究。
质子和中子是原子核的基本组成部分，它们之间的相互作用决定着原子核的稳定性。
通过学习质子数和中子数的配比对原子核稳定性的影响，我们可以进一步探索原子核的变化过程。
此外，核衰变是指原子核自发地放射出粒子或辐射能量来达到稳定的过程。
因此，理论探索中还需了解核衰变及其分类、衰变常数和半衰期等概念。
核反应的机制是理论探索中的重要研究内容。
核反应可以分为裂变和聚变两种。
裂变是指原子核分裂成两个或多个较小的原子核，同时释放出大量能量和中子。
聚变则相反，是指两个原子核融合成较大的原子核，同时释放出巨大能量。
理论探索中，我们需要了解核裂变和核融合的条件、能量释放机制以及应用前景。
二、实验研究理论探索为实验研究提供了指导和依据。
在高二物理学习中，我们也需要进行相关实验来进一步验证和加深对核反应与核能利用的理解。
实验研究包括模拟核反应过程、观测和测量。
通过模拟核反应过程，我们可以通过改变原子核的质子数、中子数和能量等参数，来观察核反应的变化。
观测和测量是实验研究中的重要步骤，通过测量放射性衰变的曲线、记录核反应过程中释放的能量，我们可以得到实验数据并进行分析和总结。
实验研究不仅帮助我们验证理论，还可以拓宽我们的视野。
我们可以通过实验发现新的核反应规律、产生新的核反应产物，并进一步探索核能利用中的更多应用。
实验研究是培养科研能力和创新思维的重要途径，也为我们未来的学习和科研奠定了基础。
高二物理学习中的核物理理论解读
高二物理学习中的核物理理论解读在高二物理学习中，核物理是一个重要的内容，它涉及到原子核的结构、核反应和核能等方面的知识。
本文将对高二物理学习中的核物理理论进行解读，并探讨其在现实生活中的应用。
一、核物理的基本原理核物理是研究原子核及其内部结构、组成和性质的学科。
在核物理中，最基本的理论是原子核的结构。
根据实验观察到的事实，科学家提出了原子核由质子和中子组成的模型，称为核模型。
核模型的提出解释了原子核的稳定性和同位素的存在。
质子是带正电的粒子，中子是电中性的粒子，它们通过强相互作用相互吸引而形成原子核。
在核物理学中，我们可以用质子数和中子数来描述一个原子核，例如用符号A表示原子的质量数，Z表示原子的原子序数。
二、核反应的理论解释核反应是指原子核之间发生的转变或相互作用的过程。
核反应可以通过加速器或者放射性衰变等方式观察到。
核反应的理论解释在高中物理中也有所涉及。
核反应可以分为裂变和聚变两种类型。
裂变是原子核分裂成两个或多个较小的核片段的过程，聚变是两个或多个原子核融合成一个较大的核的过程。
核反应释放出巨大的能量，这是由于质量与能量之间的关系所决定的。
三、核物理在能源领域的应用核物理在能源领域有着重要的应用。
核能是一种高效、清洁的能源形式，核电站是利用核能发电的重要设施之一。
核电站利用核裂变反应释放的能量来产生蒸汽，进而驱动涡轮发电机发电。
相比传统的化石能源，核能能够提供更大的能量输出，并且减少了对环境的污染。
四、核物理在医学领域的应用核物理在医学领域也有着广泛的应用。
放射性同位素被广泛用于肿瘤治疗、放射性示踪和核医学成像等方面。
例如，放射性药物可以注入到患者体内，通过检测放射性同位素的分布情况来进行疾病诊断。
核医学成像技术如PET（正电子发射断层扫描）可以用于观察人体内部的代谢活动，对于肿瘤的诊断和治疗有着重要的作用。
综上所述，高二物理学习中的核物理理论解读了原子核的结构、核反应以及核能的应用。
核物理在能源和医学领域的应用也是现代科学的重要成就之一。
高二物理人教版选择性高分突破考点专题专题强化二核反应质能方程和核能的计算
专题强化二：核反应、质能方程和核能的计算考点一、四种核反应 1．四种核反应的理解(1)衰变：放射性元素的原子核自发放出某种粒子后变成新的原子核的变化．①α衰变：A Z X →A －4Z －2Y ＋42He ②β衰变：A Z X → A Z ＋1Y ＋ 0－1e(2)原子核的人工转变：用人工的方法，使原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程． ①质子的发现：147N ＋42He →178O ＋11H(卢瑟福)②中子的发现：94Be ＋42He →12 6C ＋10n(查德威克)③放射性同位素和正电子的发现：2713Al ＋42He →3015P ＋10n 3015P →3014Si ＋ 0＋1e(3)裂变：一个重核分裂成两个中等质量的核，这样的核反应叫作裂变．235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310n 235 92U ＋10n →136 54Xe ＋9038Sr ＋1010n(4)聚变：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作聚变．21H ＋31H →42He ＋10n2．解题时的注意事项(1)熟记一些粒子的符号：α粒子(42He)、质子(11H 或p)、中子(10n)、电子( 0－1e)、氘核(21H)、氚核(31H)．(2)在核反应方程中，质量数和电荷数是守恒的；在解有关力学综合问题时，还有动量守恒和能量守恒．专题强化精练一、单选题1．（2023春·辽宁大连·高二育明高中校考期中）下列说法不正确的是（ ） A ．核裂变反应中慢化剂的作用是使中子更适于引发核裂变 B ．人工产生的热核反应主要用在核武器上，例如氢弹 C ．原子弹是利用重核裂变的链式反应制成的D ．通常把核裂变物质能够发生链式反应的最大体积称为它的临界体积2．（2022春·浙江杭州·高二学军中学期中）关于下列四幅图的说法正确的是（ ） A ．图甲中氢原子的电子云示意图体现出卢瑟福能级理论中的电子运动轨道是概率问题B ．根据乙图中原子核的比结合能示意图，由核反应方程235114489192056360U n Ba Kr 3n +→++可知，23592U 核的结合能一定小于14456Ba 和8936Kr 的结合能之和C ．丙图中的链式反应就是太阳内部每时每刻发生的核反应D ．根据丁图3．（2021春·广东湛江·高二湛江二十一中校考期中）大科学工程“人造太阳”主要是将氘核核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方程是22311120H H He n +→+，已知21H 的质量为2.0136u ，32He 的质量为3.0150u ，10n 的质量为1.0087u ，21u 931MeV /c =。
高二物理人教版选修12课件：第三章 核能 本章整合
专题一 专题二
这样合成 1 kg 氦核(24He)时所放出的总能量为: E=N·ΔE=1.5×1026×17.6 MeV=2.64×1027 MeV。 在氢弹中当合成 1 kg 的氦核时所释放出的能量为 2.64×1027 MeV。 答案:2.64×1027 MeV
专题一 专题二
题后反思氢弹是一种人工实现的可控制的瞬间剧烈聚变
专题一 专题二
2.质量单位、原子核质量、原子核质量数的关系 物理学中把碳 12 原子质量的112定义为“原子质量单位”,符号为 u,1 u=1.660 6×10-27 kg。其他原子或原子核等微观粒子的质量与这个质量相比 较,就得到了这个微观粒子的质量数,显然碳原子的质量数为 12。质量数不
是实际质量,而是指这个粒子质量相当于多少个质量单位。如铀原子
n
235 92
U+01n→51436Xe+3980
Sr+1001
n
12H+13H→24He+01n
续表
专题一 专题二
【例题 1】 现已建成的核电站发电的能量来自于( ) A.天然放射性元素衰变放出的能量 B.人工放射性同位素放出的能量 C.重核裂变放出的能量 D.化学反应放出的能量 解析:现在核电站所用原料主要是铀,利用铀裂变放出的核能发电,故 C 项正确。 答案:C
专题一 专题二
题后反思本题考查学生是否了解目前利用核能的现状,要
求学生要关心能源和社会。
专题一 专题二
高二物理：核反应方程与核能的计算
2.典例剖析
1 ．[核反应 类型的 判断](多选)关 于核衰 变和核 反应的 类型 ，下
列表述正确的有( )
A.2
9328U→
23 9
04Th＋42He
是
(1)熟记常见基本粒子的符号是正确书写核反应方程的基 础．如质子(11H)、中子(10n)、α 粒子(42He)、β 粒子(0-1e)、正电 子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．
(2)掌握核反应方程遵守的规律：质量数守恒和电荷数守 恒的规律．
(3)熟悉核反应的四种基本类型:衰变、人工转变、裂变和 聚变．可以帮助我们理清思路,很快写出正确的核反应方程.
29325U＋10n―→15464Ba＋3869Kr＋310n 29325U＋10n―→15346Xe＋9308Sr＋1010n
21H＋31H―→42He＋10n
3．核能 (1)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即 ΔE＝Δmc2. (2)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收 的能量为ΔE＝Δmc2.
解析显隐
解析 A属于β衰变，B属于裂变，C是聚变，D是原子核的人工转变，
故选A项。 答案 A
2 ．[2 0 15 ·福建理综，3 0(1)]下列有关原 子结构 和原子 核的认 识，其
中正确的是( )
A．γ射 线是高 速运动 的电子 流
B．氢 原子辐 射光子 后，其 绕核运 动的电 子动能 增大
C．太 阳辐射 能量的 主要来 源是太 阳中发 生的重 核裂变
答案 C
教科版高中物理选修2-3：核能的利用_课件1
控制棒 用来控制链式反应速度和功率大小的装 置称为控制棒。它用能强烈吸收中子的物质（如镉或硼） 制成。当链式反应速度过快时，控制棒就会向反应堆里 伸进去一些，吸收中子的数目就会增多，反应速度就会 减慢；如果反应速度需要加快时，可以把控制棒拉出来 一些，使它对中子的吸收减少。在上面的“活动”中， 只要你能想到“用一种材料或方法，通过改变对中子的 吸收量来控制链式反应的速度”，就可以说找到正确方 案了。
并网发电成功。此后，在大亚湾、岭澳等地又陆续建成
了多座核电站。今后，核电在我国经济发展中将起到越 来越大的作用。
核废料处理
放射性废物处理与处置
在核工业生产和核科学研究过程中会产生一些具有 不同程度放射性的固态、液态或气态的废物，简称为 “三废”。
“三废”处理的原则是把放射性气态流出物和液态 流出物的排放降至最低的水平，气体废物经处理和监测 合格后向高空排放；低放射性废水经过处理，监测合格 后排放；放射性活度较大的液体废物转化成固体废物， 固体废物进行储存处置。
密闭厂房内，这样，无论在正常运行或发生事故时都不
会影响安全。由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回 路系统，与火电厂的汽轮发电机系统基本相同。
到2004年，全世界共有400多座核电站在运转发电， 总装机容量达3.66x108kW，核电发电量占总发电量的比 例已接近20%，而且仍有许多核电站在建设中。我国第 一座核电站——秦山30万千瓦压水堆核电站已于1991年
对“三废”应区别不同情况，采取多级净化、去污、 压缩减容、焚烧、固化等措施来处理与处置。例如，对 放射性废液，根据其放射性水平区分为低、中、高放射 性废液，可采用净化处理，然后进行水泥固化、沥青固 化或玻璃固化，固化后存放到专用处置场或放入深地层 处置，使其与生物圈隔离。
高二物理第4章核能第1节核力与核能课件鲁科版选修3_5
(2)质能方程 E＝mc2 爱因斯坦指出，物体的能量(E)和质量(m)之间存在着密切的关 系，即 E＝mc2，式中 c 为真空中的光速．爱因斯坦质能方程 表明：物体所具有的能量跟它的质量成正比．由于 c2 这个数 值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的． (3)核反应中由于质量亏损而释放的能量ΔE＝Δmc2 从爱因斯坦质能方程同样可以得出，物体的能量变化ΔE 与物 体的质量变化Δm 的关系：ΔE＝Δmc2.
物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏 损并不是这部分质量消失或转变为能量，只是静止质量的减 少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量，在核 反应中仍然遵守质量守恒定律、能量守恒定律．
下列说法中，正确的是( ) A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间 可以相互转化 B．由 E＝mc2 可知，能量与质量之间存在着正比关系 C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变成为能量 D．因为在核反应中能产生能量，有质量的转化，所以系统只 有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒 [思路点拨] 本题可从质量与能量的联系入手分析，应注意， 核反应中仍然遵循能量守恒与质量守恒．
二、结合能与平均结合能 1.原子核的结合能：核子结合成原子核所_释__放__的能量． 2.平均结合能：对某种原子核，平 ___均__每__个__核__子__的结合能．平 均结合能是核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量，也 是原子核分解成自由核子时每个核子平均吸收的能量． 3.质量亏损 (1)质量亏损：任何一个原子核的质量总是_小__于__组成它的所有 核子的质量之和，它们的差值称为质量亏损． (2)爱因斯坦质能方程：E＝mc2. 4.结合能的计算公式：ΔE＝Δ__m__c_2．
相反的过程，当一个中子和一个质子结合成一个氘核时会释放 出 2.2 MeV 的能量．这个能量以 γ 光子的形式辐射出去．核反 应方程为11H＋10n―→21H＋γ. 2.结合能和平均结合能 由于核力的存在，核子结合成原子核时要放出一定的能量，原 子核分解成核子时，要吸收同样多的能量．核反应中放出或吸 收的能量称为核结合能． 平均结合能：原子核的结合能与核子数之比．平均结合能越大， 表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．
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中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
原子弹之父奥本海默在核爆观测 站里感到十分震惊，他想起了印 度一首古诗
漫天奇光异彩 有如圣灵逞威 只有一千个太阳 才能与其争辉 我是死神 我是世界的毁灭者
在消耗相同质量的核燃料时，聚变比裂变能释 放更多的能量．
例如：一个氘核和一个氚核结合成一个氦核（同时放 出一个中子）时，释放17.6MeV的能量，平均每个核子放 出的能量在3MeV以上，比裂变反应中平均每个核子释放的 能量大3～4倍．这时的核反应方程式是：
物理3-5
福建师大附中 李明哲 lmz@
2016年8月16日
• 核力（nuclear force)
– 强力（强相互作用） – 短程力，作用范围在2fm 左右 – 核力与核电荷无关 – 核子不能无限靠近，在 某些情况下表现为斥力。 大体上说核子间的距离 在0.8~1.5fm 之间表现 为引力；小于0.8fm表现 为斥力，大于4~5fm时 核力急剧下降，几乎消 失；大于10fm时，核力 消失。
〓 裂变
• 轻核结合成质量较大的核，释放出核能的 月，德，哈恩和斯特拉斯曼 • 2、特点：裂变产物具有多样性，同时放出2～3个 中子，这些中子引发新一轮裂变，即链式反应。
235 1 141 92 1 • 3、核能：裂变中有质量亏损，因而有核能的释放 92 0 56 36 0
U n
Ba+ Kr+3 n
2000t＝2×106kg煤
1kg
铀235
• 核反应堆的结构和基本原理
– 石墨堆、重水堆、轻水堆 – 压水堆（秦山二期、大亚湾二期） – 沸水堆（压力小、安全性高、体积大。秦山三 期）
• 我国核电现状
– 秦山核电站（浙江海盐，自行设计 ） – 大亚湾核电站 （广东，中法合作） – 岭澳核电站 （广东） – 田湾核电站（江苏连云港，中俄合作） – 三门核电工程项目 （在建） – 阳江核电有限公司（在建） – 到2020年我国核电装机容量将从目前的850万 千瓦增加到3600万千瓦，从目前的占全国电力 装机总容量的2.3％提升到4％。
2 1 4 1 H 3 H He+ 1 2 0 n+17.6MeV
发生核聚变的基本条件是
1、必须让轻核的距离非常接近
需要克服极大的库仑斥力
2、必须让轻核具有很大的动能
1015 m
Ek 1
Ek 2
如何让核子具有如此大的动能？
可以将轻核加热到很高的温度
当物质达到几百万摄氏度以上的高温时，剧 烈的热运动使得一部分原子核已经具有足够 的动能，可以克服相互之间的库仑斥力，在 碰撞时发生聚变．因此，聚变反应又叫热核 反应．
热核反应 相同的核燃料释放的能量多 反应中放射物质的处理较易 反应中的核燃料资源较丰富 目前控制聚变反应还有困难
裂变反应
核反应发生条件较易实现
• 研究现状与发展前景
• 1、 （交） P65/6、P70/2 • 2、《学案》P45/1-4，P51/1-6
约10-14m
约10-15m
• 核素图
– 核素（nuclide）：具 有一定核电荷数和质 量数，并且具有同一 能态的一种原子核或 原子，称为一种核素。 通常核素可简记为AX
（如13C）
– 原子序数越大，稳定 核素的中子数越来越 大于质子数
• 结合能与平均结合 能
– 原子核的结合能： 核子结合成原子核 所释放的能量。 – 平均结合能：是指 核子结合成原子核 时每个核子平均放 出的能量，也是把 原子核重新分解成 自由核子时每个核 子平均吸收的能量。 平均结合能越大， 原子核越难分离。
• 质能方程与质量 亏损
– E＝mc2 – △E＝ △mc2
– 实验发现，任何一个原子 核的质量总是小球组成它 的所有核子的质量之和， 这一差值叫做质量亏损。
核子平均质量
D E F
A
O
C Fe
B Z
核子的平均质量与原子序数之间的关系
• 重核分裂成质量较小的核，释放出核能的 反应，称为裂变（nuclear fission）。