高考物理裂变和聚变

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高二物理裂变和聚变试题

高二物理裂变和聚变试题1.有下列核反应：①②③④下列说法中正确的是（）A．①是原子核的人工转变的反应方程式B．②是聚变的核反应方程式C．③是α衰变的反应方程式D．④是裂变的核反应方程式【答案】ABD【解析】我们要对人工转变、聚变、裂变、衰变的定义作深入认识，根据各种定义可知：①是人工转变的反应方程式；②是聚变的核反应方程式；③并不是α衰变，而是人工转变，衰变是自发进行的，不需要外界因素的影响;④是裂变的核反应方程式.故答案为A、B、D三项.【考点】核反应裂变聚变点评：两个质量较小的核结合成一个质量较大的核的核反应叫核聚变．质量较大的核分裂成两个质量中等的核的现象称为核裂变．原子核在自然的状态下由原子核中释放出一个α粒子的现象称为α衰变．放射性同位素的原子核将一个中子转化为一个质子同时释放出一个高速电子的现象称为β衰变。

2.关于聚变，以下说法中正确的是( )A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时放出能量B．同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好多倍C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能【答案】BD【解析】两个轻核聚合为较大质量的原子核就可释放能量但不一定是中等质量的核，故A项错误；聚变反应放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大得多，这点由聚变反应的特点我们就可以知道，故B项正确；裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应的条件是原子核间距达到10-15 m，故要求有足够大的动能才能克服原子核间的斥力做功，故C项错、D项正确【考点】原子核反应聚变点评：核能的开发和利用可以采用两种方法：一种是利用核裂变释放能量，另一种是利用核聚变释放能量，人工控制链式反应的速度和平利用核能，是核电站的原理，由于核聚变需要高温高压，人类还无法和平利用核聚变时放出的能量．3.一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为+,则下列叙述正确的是( )A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中含有141个核子C．因为裂变时释放能量，根据E=mc2，所以裂变后的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少【答案】A【解析】由核反应方程知X的电荷数为x=92-38=54，X的质量数为y=235+1-94-2=140，故其中中子个数为140-54=86，所以A项正确，B项不正确.由于裂变时释放能量，故裂变后总质量减小，但质量数不变，故C、D两项不正确.【考点】裂变质能方程点评：裂变和聚变是在原子物理中学习的两种重要反应：聚变和裂变反应的特点以及应用；质量数和电荷数守恒在核反应中的应用以及质子数、中子数、质量数等之间关系；质能方程的应用，正确理解半衰期的含义等。

高考物理备考重点原子与核物理中的质能转化与核裂变与核聚变

高考物理备考重点原子与核物理中的质能转化与核裂变与核聚变高考物理备考重点：原子与核物理中的质能转化、核裂变与核聚变一、质能转化的基本概念和原理质能转化是指物质内部的质量可以转化为能量或能量可以转化为质量的过程。

这一概念是由爱因斯坦的相对论理论提出的。

根据质能转化的原理，我们可以推导出世界著名方程式E=mc²，其中E代表能量，m代表质量，c代表光速。

二、核裂变的过程和应用核裂变是指重核（如铀-235，钚-239等）在中子轰击下分裂成两个较小的核片断，并产生大量能量的过程。

核裂变可以用于核反应堆中的核能产生，同时也用于核武器的制造。

在核裂变过程中，释放的能量是巨大的，可以用于发电或其他能源应用。

三、核聚变的过程和应用核聚变是指轻核（如氘核，氚核等）在高温高压条件下相互融合形成较重的核，同时释放出巨大的能量。

核聚变是太阳能的主要能量来源，也是未来清洁能源的发展方向。

通过控制核聚变反应，可以实现高效率的能量产生，并且几乎没有环境污染。

四、与核裂变和核聚变相关的重要物理量和公式1. 核反应的能量公式：E=mc²，其中E为能量，m为质量，c为光速。

2. 裂变链式反应的速率方程：dN/dt = λN，其中λ为裂变截面和撞击面积的乘积。

3. 聚变反应的条件：高温和高压。

4. 聚变反应的力学能量公式：E = 1/2mv²，其中E为力学能量，m 为质量，v为速度。

五、物理实验与观测方法1. 放射性测量：利用探测器对放射性物质进行测量，例如Geiger-Muller计数管或闪烁探测器等。

2. 质谱仪：用于测量原子或分子的相对质量和相对丰度。

3. 混合等离子体物理实验：利用磁场和聚变装置对等离子体进行控制和研究。

六、相关的现实应用和未来发展趋势1. 核能发电：通过核裂变反应产生热能，进而转化为电能，作为一种清洁的能源形式被广泛应用。

2. 核武器：核裂变和核聚变被用于制造核武器，引起国际社会的广泛关注。

10.07.30高三物理《重核的裂变+核聚变》(课件)

热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。见教材P101
现在的技术还不能控制热核反应。现在的技术还不能控制热核反应。问题有：问题有：１、热核反应的的点火温度很高；热核反应的的点火温度很高；２、如何约束聚变所需的燃料；如何约束聚变所需的燃料；
原子弹
原子弹
“小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑．在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所有的动物全部死亡． “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．”
〓
裂变
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聚变
铀核的裂变 1939年12月 1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的，了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子，型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子，其核反应方程是：其核反应方程是：
原子弹
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤．在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12 12英团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧 80%的建筑化为灰烬里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧 72000人受伤人受伤，生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的 53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000 60%的建筑物被摧毁 86000人 53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37% 占全市37% ．

高考物理知识点聚变裂变

高考物理知识点聚变裂变高考物理知识点：聚变与裂变高考物理考试中，聚变和裂变是两个非常重要的知识点。

它们分别指的是核反应中的两种不同过程，对能量的转化和利用起着重要的作用。

下面，我们将详细讨论聚变和裂变的概念、原理以及应用。

一、聚变聚变是指将两个或多个轻核聚合成一个更重的核的过程。

在太阳内部，恒星核心的极端温度和压力条件下，氢核通过聚变反应转化为氦核，释放出巨大的能量。

这种过程也可以利用在人造核聚变中，比如实验性的热核聚变反应堆。

人类追求掌握聚变技术已经有数十年的历史。

而这种技术的发展，将为我们提供廉价且无污染的能源，解决人类面临的能源危机，对于可持续发展有着巨大的意义。

然而，迄今为止，实现可控的核聚变还面临诸多挑战，至今尚未实现商业化生产。

二、裂变裂变是指将一个重核分裂成两个轻核的过程。

在裂变过程中，释放出的中子可以引起其他核的裂变，形成连锁反应。

这种连锁反应产生的能量，被用来驱动核反应堆或核弹等。

核裂变技术的发展与应用在军事和能源领域具有重要意义。

核反应堆利用核裂变产生的热能将水转化为蒸汽，进而带动涡轮机发电。

这是一种清洁的能源转化方式，目前已经在一些国家得到广泛应用。

然而，核裂变技术也具有潜在的危险性。

核材料的泄漏、意外事故以及核废料的处理等问题都需要严密的控制与管理。

因此，在核能利用过程中，安全和环境保护问题是不容忽视的。

三、聚变与裂变的对比聚变和裂变在核反应中起着不同的作用。

聚变反应释放出的能量远远高于裂变反应，但实现可控的聚变技术难度更大。

相比之下，裂变技术已经得到广泛应用，但与之相伴随的是核废料处理和安全保障等问题。

同时，聚变和裂变在能源产生上有着不同的应用前景。

聚变提供了无限可获得的能源潜力，但目前尚未突破技术难关。

而裂变则成为了一种主要的清洁能源转化方式，但需引起对于核安全与废料处理的关注。

综上所述，聚变和裂变是高考物理考试中涉及的重要知识点。

通过理解和掌握这两个概念以及相关的原理和应用，我们能够更好地理解核能和核技术的发展现状与前景。

高二物理裂变聚变

关于原子核的能，下面说法正确的是： A、使原子核分解为粒子时放出的能量 B、核子结合成原子时需要供给的能量 C、核子结合成原子时吸收的能量或原子核分解为核子时放出的能量 D、核子结合成原子时放出的能量或原子核分解为核子时吸收的能量答：D
练习
（2002年江苏综合）核反应方程式是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为 ,a= ，以mU、mBa、mKr分别表示核的质量，mp、mn分别表示质子和中子的质量，C为光在真空中传播的速度，则在上述核反应中放出的核能量△E= 。
三、轻核的聚变
1、轻核的聚变：轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变。 2、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。如：一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时，平均每个核放出的能量在3MeV以上。核反应方程是：
2
1H
3
1H
+
0n
1
4
2He
+
三、轻核的聚变
3、聚变反应又叫热核反应。太阳内部和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应。氢弹就是根据热核反应的原理制成的。
例题
解析： α衰变过程中动量守恒。衰变后，设α粒子的速度为v1，新核的速度为 v2 。由动量守恒定律得： (M-m)v 2 =mv1 α在磁场中作匀速圆周运动，其半径为 R=mv1/Bq v1 =BqR/m 在衰变过程中， α粒子和新核的动能来自于核能。即△E=△mc2=1/2（M-m）v 2 2+1/2 mv12 得：△m=
裂变聚变
一、怎样的核反应可以释放出能量
核子的平均质量
Z
D
E
F
Fe
C
B
O

高二物理核力与结合能重核裂变轻核聚变

通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。
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，

高中物理专题19核裂变和核聚变练习(含解析)

课时19 核裂变和核聚变1．太阳放出的能量来自于（）A．重核裂变 B．天然衰变C．轻核聚变 D．人工转变【答案】C【解析】太阳放出的能量来自于太阳内部剧烈的热核反应，即轻核聚变，故C正确，ABD错误。

故选：C2．一颗恒星的寿命取决于它的（）A．温度 B．颜色 C．质量 D．体积【答案】C【解析】因为天体大，质量大，万有引力就大，在巨大的引力下原子核之间的距离就更近，更容易引起核聚变，所以越大的恒星他的内部核聚变就越激烈，释放的能量也越大，燃料聚变的速度就越快，恒星死亡的也就越快。

故选C.质量小的恒星其寿命几乎同宇宙一样长，达一百多亿年；质量大的恒星，其寿命却只有几百万到几千万年．一般来说，质量越大，寿命越短．3．在下列叙述中，不正确的是（）A．光电效应现象说明光具有粒子性B．重核裂变和轻核聚变都会产生质量亏损C．根据玻尔理论，氢原子从高能态跃迁到低能态时，原子向外释放光子，原子电势能和核外电子的动能均匀减小D．电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性【答案】C【解析】光电效应说明光具有粒子性，故A说法正确；重核裂变和轻核聚变都释放能量，都有质量亏损，故B说法正确；氢原子辐射出一个光子后，原子能量减小，轨道半径减小，根据，知核外电子的动能增大，原子能量等于动能和电势能之和，则电势能减小。

故C说法错误；任何一个运动着的物体，小到电子质子大到行星太阳，都有一种波与之对应这种波称为物质波，故电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性，故D说法正确。

3．现行人教版高中物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子B．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成D．丁图中，链式反应属于轻核裂变【答案】B【解析】A. 卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A错误。

高三物理裂变和聚变

裂变和聚变★新课标要求（一）知识与技能1．知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量。

2．知道什么是链式反应。

3．会计算重核裂变过程中释放出的能量。

4．知道什么是核反应堆。

了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。

5．了解聚变反应的特点及其条件.6．了解可控热核反应及其研究和发展.7．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。

★教学过程重核裂变（一）引入新课教师：大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟．大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。

我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。

播放VCD光碟，展示原子弹爆炸的过程及原子弹爆炸后形成的惨景的片段。

学生：观看原子弹爆炸的过程，并形成裂变能放出巨大能量的初步认识。

点评：激发起学生主动探求知识的欲望，从而为下一步进行教学活动奠定一个良好的基础。

（二）进行新课1．核裂变（fission ）提问：核裂变的特点是什么？让学生阅读课本核裂变部分内容，分小组讨论。

每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

学生回答：重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变。

教师总结：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。

提问：是不是所有的核裂变都能放出核能？让学生阅读有关核子平均质量有补充材料。

分小组讨论。

每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。

（4）裂变反应中的能量的计算。

裂变前的质量：27103139.390-⨯=U m kg ，27106749.1-⨯=n m kg裂变后的质量：27100016.234-⨯=Ba m kg ，27106047.152-⨯=Kr m kg ，27100247.53-⨯=n m kg ，学生计算：质量亏损：27103578.0-⨯=∆m kg ，28272)100.3(103578.0⨯⨯⨯=∆=∆-mc E J =201MeV知识总结：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。

高一物理裂变和聚变

1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变。
（2）裂变产物多种多样
235 92
1 +0 1 +0 89 + 36 92 + 36 1 0 1 0
U n
→144 5643;3 n Kr +3 n
235 92
U n
请计算铀裂变时释放的能量已知铀核裂变的反应：
氚核
核聚变
氦-4
中子
1 、轻核的聚变（热核反应）
某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做聚变。
二、核聚变
轻核的聚变:
2 1
H H He n
3 1 4 2 1 0
2 1 3 2 1 0
2 1
H H He n
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t 优质煤完全燃烧时释放的能量．
由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应．使裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。
发生链式反应的条件：铀块的质量大于临界质量，或者铀块的体积大于临界体积。
3.4《裂变和聚变》
教学目标
一、核裂变１、核裂变概念；２、铀核的裂变；３、链式反应二、核聚变 1 、轻核的聚变（热核反应） 2、发生聚变的条件 3、实现的方法有: 三、受控热核反应——核聚变的利用
一.核裂变
1.核裂变物理学中把重核分裂成两个较轻的核时，释放出核能的反应叫做核裂变．
2、铀核的裂变（1）发现
现在的技术还不能控制热核反应。问题有：１、地球上没有任何容器能够经受如此高的温度；２、如何约束聚变所需的燃料；

高中物理选修1-2：3.4 裂变和聚变

一二三
三、裂变与聚变的比较 1.原理不同重核的裂变是重核裂变成几个质量较小的原子核,而聚变是几个轻核聚变(结合)成质量较大的原子核。 2.放出能量的多少不同聚变比裂变能放出更多的能量。
一二三
3.“燃料”的丰富程度不同聚变所需要的“燃料”——氘在地球上非常丰富,1 L海水中大约有0.03 g氘,如果用来进行热核反应,放出的能量约和燃烧300 L汽油相当;而裂变燃料——铀在地球上储量有限,尤其是用于核裂变的铀235,在铀矿中仅占0.7%,相比起来聚变的燃料——氘要丰富得多, 我国是一个“贫铀”国家,贮藏量不多。 4.两种反应的可控制性不同裂变反应速度可以比较容易地进行人工控制,因此,现在国际上的核电站都是利用裂变放出能量;而聚变反应的可控制性比较困难, 世界上许多国家都积极研究可控热核反应的理论和技术。
触类旁通完成如下核裂变反应方程
235 92
U+10n→3985
Sr+15349Xe
+
2
答案:10n
类型一类型二
类型二计算核聚变中释放的核能
【例题 2】热核反应所进行的聚变过程是 12H + 13H → 24He +
10n, 反应原料氘( 12H)富存于海水中, 而氚( 13H)是放射性元素,
了反应,所以该核聚变中的质量亏损
Δm=
Δ�� 2
=
5×5.6×10-13 (3×108)2
kg=3.1×10-29
kg。
答案: (1)10n
4 2
He
(2)3.1×10-29 kg
类型一类型二
题后反思和一切核反应一样,求核聚变中释放的核能,首先要正确写出聚变方程,求出反应中的质量亏损,利用ΔE=Δmc2求得反应中释放的核能。

高考物理复习：裂变、聚变

高考物理复习：裂变、聚变100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子．后来，人们用α粒子轰击6028Ni 核也打出了质子：460621228291He+Ni Cu+H X →+；该反应中的X 是______（选填“电子”“正电子”或“中子”）．此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能．目前人类获得核能的主要方式是_______（选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”）．【答案】 (1). 中子 (2). 核裂变【解析】【详解】由质量数和电荷数守恒得：X 应为：10n 即为中子，由于衰变是自发的，且周期与外界因素无关，核聚变目前还无法控制，所以目前获得核能的主要方式是核裂变；1..链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是（）A ．质子B ．中子C ．β粒子D ． α粒子【答案】B【解析】重核的裂变需要中子的轰击，在链式反应中，不断放出高速的中子使裂变可以不断进行下去，B 项正确。

2.铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：n 2n U 101023592++→+b a 则a+b 可能是 A ．Kr Xe 933614054+ B ．Kr Ba 923614156+ C ．Sr Ba 933814156+ D ．Sr Xe 493814054+答：D解析：由质量数守恒和电荷数守恒，选D 。

3.铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是下列说法正确的有A.上述裂变反应中伴随着中子放出B .铀块体积对链式反应的发生无影响C.铀核的链式反应可人工控制D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响答：AC解析：由铀核裂变可知AC 正确，B 错误，铀核的半衰期与物理、化学变化无关，故D 错误。

4.铀核可以发生衰变和裂变，铀核的（ C ）（A ）衰变和裂变都能自发发生（B ）衰变和裂变都不能自发发生（C ）衰变能自发发生而裂变不能自发发生（D ）衰变不能自发发生而裂变能自发发生解析：铀是天然放射性元素，所以铀核的衰变能自发发生，而铀核的裂变是人工实现的，是用中子轰击铀核实现的，所以铀核的裂变不能自发发生，故A 、B 、D 错误，C 正确。

高中物理(新人教版)选择性必修3：核裂变与核聚变【精品课件】

现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变，不是任意两个原子核都能发生
核聚变，B错误；两个轻核发生聚变结合成质量较大的核时，放出巨大的能
量，根据E＝mc2可知，聚变反应中存在质量亏损，则总质量较聚变前减少，
C错误；两个轻核结合成质量较大的核的过程中要释放能量，核子的平均质
量减少，核子的比结合能增加，D正确。
1个U235发生裂变亏损质量：
Δm = (mu+ mn) - (mBa+mKr+3mn)= 0.3578×10－27kg
1个U235发生裂变释放的能量：ΔE= ∆ = ∆ × . =200.55MeV
1kg铀中含有的铀核数为：
N
1000
1000
NA
6.02 10 23 2.562 10 24
【例题4】一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子，同时放出一
个γ光子。已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3、m4，普朗克常量
为h，真空中的光速为c。下列说法中正确的是（ A ）
A.这个反应的核反应方程是 21H＋31H→42He＋10n＋γ
B.这个核反应既不是聚变反应也不是裂变反应
2
1
H 21 H 31 H 11 H
要使轻核发生核聚变，必须使它们的距离达到10-15 m以内，核力才能起作用。由于
原子核都带正电，要使它们接近到这种程度，必须克服巨大的库仑斥力。也就是说，
原子核要有很大的动能才会“撞”到一起。什么办法能使大量原子核获得足够的动
能而发生核聚变呢？
⑴用加速器加速原子核
利用磁场来约束参加反应的物质。
托卡马克装置
中国科学院的环流器装置
⑵惯性约束
由于聚变反应的时间非常短，聚变物质因自身的惯性还来不及扩散

高中物理选择性必修三《核裂变与核聚变》教学课件

当堂检测
铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法正确的
是( C )
A.铀块的质量是重要因素，与体积无关 B.为了使铀235裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的快中子 C.若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生 D.裂变能否发生链式反应与铀块的质量无关
答案 C 解析要发生链式反应必须使铀块体积(或质量)大于临界体积或临界质量，故选项A、D错误，C正确；铀235俘获慢中子发生裂变的概率大，快中子使铀235发生裂变的几率小，故选项B错误。
原子弹
图5.4-3是“内爆式”原子弹结构图。核燃料一般被分成若干块放置，每块的体积都小于临界体积。它的外部安放化学炸药，引爆时利用化学炸药爆炸的冲击波将核燃料压缩至高密度的超临界状态，聚心冲击波同时压缩放在核燃料球心的中子源，使它释放中子，引起核燃料的链式反应。其中，中子源的四周用铀238做成中子反射层，使逸出燃料区的部分中子返回，从而，降低中子逃逸率以减小临界质量，节省核燃料。
现有的核电站比较广泛采用的核反应之一是： 29352U＋10n→16430Nd＋Zr ＋310n＋8－01e＋ν
(1)核反应方程中的ν是中微子，它不带电，质量数为零，试确定生成物锆(Zr )的
电荷数与质量数； (2)已知铀(U)核的质量为 235.043 9 u ，中子质量为 1.008 7 u ，钕(Nd)核质量为 142.909 8 u，锆核质量为 89.904 7 u；又知 1 u 相当于 931.5 MeV 的能量，试计算 1 kg 铀 235 大约能产生的能量是多少？
第二节反应堆与核电站
核反应堆
水泥防护层
反应堆与核电站
控制棒——镉棒燃料棒—铀棒慢化剂

高中物理第5节裂变和聚变

4、聚变反应：由H H He n
2 1 3 1 4 2 1 0
2 2
1 1 2 0
E m c (m 2 H m3 H ) (m 4 He m 1 n) c
⑴聚变反应的特点： ①和核裂变相比，聚变反应释放的能量更多 ②聚变反应的材料丰富 ③聚变反应的产物基本上是稳定的核，没有放射性因此安全、无污染。
3、核裂变链式反应
⑴铀核的裂变：用中子轰击铀核时，铀核发生裂变裂变方程：
235 92
2
U n Kr Ba 3 n
1 0 92 36 141 56 1 0
2
E m c (mU mn) (mKr mBa 3 mn) c
⑵链式反应：一个核的裂变引发更多的核发生裂变，使裂变不断持续下去，从而释放出巨大的能量 ⑶临界体积：能够发生链式反应的最小体积 ⑷核反应堆： ①燃料：浓缩铀235 ②减速剂：使快中子减速为慢中子（石墨、水） ③控制棒：能吸收慢中子，控制反应速度（镉棒）
第五节
裂变与聚变
1、核聚变：两个比铁轻的轻核聚合成一个较重的核时，会释放能量，这种核反应叫做核聚变 2、核裂变：比铁重的一个核分裂成两个较轻的核时会释放能量，这种核反应叫做核裂变为什么轻核聚变会释放能量？因为中等大小的核的平均结合能一般较大，因此，无论是轻核聚变还是重核裂变都会发生质量亏损。
⑵受控热核反应：人为地控制反应速度，在极高温下发生的聚变反应

核物理中的裂变与聚变反应详解

核物理中的裂变与聚变反应详解在核物理领域中，裂变和聚变是两种重要的核反应方式。

它们在核能发电、核武器研发和核医学等方面发挥着重要作用。

本文将详细阐述裂变和聚变反应的原理、过程以及应用。

一、裂变反应裂变是指重原子核被撞击或吸收中子后分裂成两个或更多的轻核的过程。

最著名的裂变反应是铀-235裂变。

其过程可以用如下方程式来表示：U-235 + n → Ba + Kr + 3n + E其中，U-235指代铀-235核，n代表中子，Ba和Kr分别代表产生的产物核，E表示释放的能量。

在裂变反应中，中子被吸收后，原子核变得不稳定，进而分裂成两个核片段，同时伴随着大量的能量释放。

这些裂变产物中的中子还会继续引发更多的裂变反应，形成连锁反应。

这种连锁反应引发了核反应堆中的裂变链式反应，产生了大量的热能。

裂变反应常用于核电站中的核能发电过程。

通过控制中子的流动来维持连锁反应的平衡，从而产生稳定的能量输出。

此外，裂变技术还可用于核武器制造和医学放射治疗。

二、聚变反应聚变是将轻原子核融合成较重原子核的过程。

最典型的聚变反应是氢与氘的聚变，其反应方程式如下所示：H + D → He + n + E其中，H和D分别代表氢和氘的原子核，He代表产生的氦核，n代表中子，E表示释放的能量。

聚变反应通常需要高温和高压来克服原子核间的库仑斥力，使原子核足够接近，从而发生核反应。

这种条件通常只有在恒星和氢弹等极端环境下才能实现。

由于聚变反应释放的能量巨大且清洁，被认为是实现可持续、环保能源的未来选择。

聚变反应在太阳和恒星中是主要能量来源。

科学家们正在努力开发人工聚变技术，以实现可控核聚变并应用于能源生产。

目前，国际热核聚变实验堆（ITER）项目正在建设聚变反应堆，旨在证明聚变的可行性。

三、裂变与聚变的比较裂变和聚变是两种截然不同的核反应方式，它们在原理、过程和应用方面存在诸多区别。

首先，裂变反应将一个重原子核分裂为两个或更多的轻核，而聚变反应则是将轻核融合成较重核。