19.7 核聚变(卡片)

§ 19.7 核聚变
【学习目标】
1．了解聚变反应的特点及其条件.
2．了解可控热核反应及其研究和发展.
3．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。

【预习卡片】
一．聚变及其条件
1.什么叫轻核的聚变？
2.为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能？
3.请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件？
说明：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳和很多恒星的内部温度高达107K以上，因而在那里进行着激烈的热核反应，不断向外界释放着巨大的能量。

太阳每秒释放的能量约为3.8×1026J，地球只接受了其中的二十亿分之一。

太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。

它每秒有７亿吨原子核参与碰撞，转化为能量的物质是400万吨。

科学家估计，太阳的这种“核燃烧”还能维持90亿～100亿年。

当然，与人类历史相比，这个时间很长很长！
4.上世纪四十年代，人们利用核聚变反应制成了用于战争的氢弹，氢弹是利用热核反应制造的一种在规模杀伤武器，在其中进行的是不可控热核反应，它的威力是原子弹的十几倍。

氢弹爆炸原理是什么？
二．可控热核反应
1．了解聚变与裂变相比有哪些优点？
2.我国在可控热核反应方面的研究和实验发展情况。

【巩固提高】
1．中子n、质子p、氘核D的质量分别为m n、m p、m D，现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，反应的方程为γ+D=p+n,若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是（）
A．[]E
c
m
m
m
n
P
D
-
-
-2
)
(
2
1
B．[]E
c
m
m
m
P
n
D
+
-
+2
)
(
2
1
C．[]E
c
m
m
m
n
P
D
+
-
-2
)
(
2
1
D．[]E
c
m
m
m
P
n
D
-
-
+2
)
(
2
1
2．下列说法中正确的是（）
A ．质子与中子的质量不等，但质量数相等
B ．两个质子间，不管距离如何，核力总是大于库仑力
C ．同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同
D ．除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互作用力 3．已知氘核质量为2.0136u ，中子质量为1.0087u ，He 3
2
核的质量为3.0150u 。

求： （1）写出两个氘核聚变成He 3
2的核反应方程式。

（2）计算上述核反应中释放的核能。

4．静止在匀强磁场中的Li 6
3原子核，俘获一个速度为7.7×104
m/s 的中子而发生核反应，放出α粒子后变成一个新原子核，已知中子速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子速度为：2×104
m/s ，方向与中子速度方向相同，求： （1）生成的新核是什么？写出核反应方程式。

（2）生成的新核的速度大小和方向。

（3）若α粒子与新核间相互作用不计，则二者在磁场中运动轨道半径之比及周期之比各为多少？
5．静止在匀强磁场中的Pu 23994核，沿与磁场垂直的方向射出一个α粒子后，变成铀的一种同位素核，同时释放能量为0.09 MeV 光子。

Pu 23994核的质量为238.99965u ，铀核质量为234.99347u ，α粒子的质量为4.001509u ，
1u=1.660566×10-27
kg ），若不计光子的动量，求： （1）铀核与α粒子回转半径之比R U ∶R α？ （2）α粒子的动能为多少？。