高二物理核能
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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。
E
F
CB
O
Fe
A Z
核子的平均质量与原子序数之间的关系
二、裂变和聚变 •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）。
•轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变。 〓
裂变
〓
聚变
三、铀核的裂变 •1、发现：1938年12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。
高二物理核能
一、核力与核能
•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。
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：
2 1 H 3 1 H 2 4 H e + 0 1 n + 1 7 .6 M e V
五、轻核的聚变 发生核聚变的基本条件是
•3、核能：裂变中有质量亏损，因而有核能的释放
2 9 3 2 5 U 0 1 n 1 5 4 6 1 B a + 9 3 2 6 K r+ 3 0 1 n
巨大的核能 1kg 铀235
2000t＝2×106kg煤
四、裂变的应用：反应堆与核电站
•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）
四、裂变的应用：反应堆与核电站
•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
六、可控热核反应 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
六、可、P70/2 •2、《学案》P45/1-4，P51/1-6
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。
E
F
CB
O
Fe
A Z
核子的平均质量与原子序数之间的关系
二、裂变和聚变 •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）。
•轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变。 〓
裂变
〓
聚变
三、铀核的裂变 •1、发现：1938年12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。
高二物理核能
一、核力与核能
•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。
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：
2 1 H 3 1 H 2 4 H e + 0 1 n + 1 7 .6 M e V
五、轻核的聚变 发生核聚变的基本条件是
•3、核能：裂变中有质量亏损，因而有核能的释放
2 9 3 2 5 U 0 1 n 1 5 4 6 1 B a + 9 3 2 6 K r+ 3 0 1 n
巨大的核能 1kg 铀235
2000t＝2×106kg煤
四、裂变的应用：反应堆与核电站
•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）
四、裂变的应用：反应堆与核电站
•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
六、可控热核反应 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
六、可、P70/2 •2、《学案》P45/1-4，P51/1-6