核聚变裂变粒子
核物理学中的核裂变与核聚变
核物理学中的核裂变与核聚变核物理学是研究原子核中发生的变化和相互作用的学科。
在核物理学中,核裂变和核聚变是两个重要的概念和研究领域。
核裂变指的是一个重核裂变成两个较轻的核,并释放出大量能量的过程。
核聚变则是指几个轻核融合成一个更重的核并放出巨大能量的过程。
一、核裂变的概念与应用核裂变是指一个原子核吸收中子或高能粒子,分裂成两个或更多个核子的过程。
在核裂变中,通常会产生两个小核片和一些中子,同时释放出大量的能量。
核裂变的应用非常广泛,其中最著名的就是核反应堆和核武器。
核反应堆是利用核裂变过程中产生的热能驱动发电机组发电的设备。
核反应堆中,通过控制中子流量和速度,使得核裂变反应维持在一个稳定而可控的状态。
核反应堆的运行不仅可以提供巨大的电能,还可以产生热能供暖和蒸汽供给工业过程。
二、核聚变的基本原理与目前研究进展核聚变是指两个或两个以上的原子核发生融合,形成较大的原子核并释放出巨大能量的过程。
核聚变的能量远远超过核裂变,是太阳和恒星内部能量产生的基本机制。
目前,人类研究核聚变的最大挑战是要在地球上实现可控的核聚变反应。
国际热核聚变实验反应堆(ITER)是当前最大的核聚变研究项目。
ITER 设计是一个环形装置,使用稳定的等离子体将氘、氚等核物质加热至高温,并实现核聚变反应。
如果成功实现可控核聚变,将为人类提供廉价、清洁、可持续的能源。
三、核裂变与核聚变的区别与联系核裂变与核聚变的最大区别在于反应的物质和能量释放的幅度。
核裂变通常涉及重核的分裂和释放的大量能量,而核聚变涉及的是轻核物质的融合和释放的更大能量。
此外,核裂变生成的较多是重核,核聚变则是生成更大的重核或者稳定的核。
然而,核裂变和核聚变并不是完全相互独立的过程。
在核聚变中产生的高能中子可以为核裂变反应提供所需的触发能量,使其过程更容易发生。
这种相互关系被称为“燃料増殖”,这使得核聚变在区域内的推广应用具有更大的可行性和经济性。
总结:核物理学中的核裂变与核聚变是两个重要且独立的研究领域。
核裂变与核聚变
核裂变与核聚变核裂变和核聚变是两个有关核反应的概念,它们的区别甚至影响着世界的未来发展。
那么,它们又有什么不同呢?本文将简单介绍它们的特性和应用。
核裂变,又被称为原子裂变,是指核素在合成反应中分裂成两个或更多的子核素,以及一次释放出大量的能量。
它是由于核素中的粒子所具有的质量上的不稳定性而实现的。
当质量变得不稳定时,它会拆裂成较小的子核素。
原子裂变可以分为自发裂变和辐射诱导裂变。
核裂变可以产生大量的热能,而且这种热能具有相当长的使用寿命,但是核反应产生的物质也可能污染环境,因此它也可能带来潜在的危险性。
核聚变是指两个温和的氢核素碰撞在一起,互相吸引,混合而产生一个更大的核素,以及释放出超大量的能量。
它和核裂变有相同的物理机理,但不同的是,它只需要很少的热能就可以实现,而且放出的能量也比核裂变的多。
而且,核聚变并不会比核裂变产生更多的放射性副产物,因此它可以以很少的成本为人类提供清洁的能源。
核裂变和核聚变都具有重要的应用。
核裂变应用较为广泛,它可以用来制造核武器,也可用来发电。
然而,核裂变电站暴露了严重的安全隐患,例如污染环境等,因此使用核裂变给环境带来了极大的威胁。
此外,核裂变还可用于医学研究。
核聚变技术有潜力成为未来可持续发展的能源,它不但环境友好,而且能量收益非常大。
它可以制造的设备如高温等,也可用于发展核武器。
核聚变可以帮助克服能源危机,并改善人类的生活水平。
核裂变和核聚变各自都有重要的用途。
然而,鉴于潜在的危险性,核裂变只能在严格的控制之下发挥作用,而核聚变才是未来可持续发展的有力支撑力量。
这些技术的发展对于人类的未来发展具有重要的意义,若能得到更好地利用,必将为我们带来更加美好的未来。
由于核裂变和核聚变的技术性质和潜力的不同,它们的应用领域也不同。
从这些特性,可以看出它们的区别,以及它们可能带来的未来发展。
因此,核裂变和核聚变将为世界经济和日常生活带来深远的影响。
初中核聚变和核裂变的例子(一)
初中核聚变和核裂变的例子(一)初中核聚变和核裂变核聚变•概念核聚变是指轻元素的原子核融合形成较重原子核的过程。
在核聚变中,轻元素(如氢、氘、氚等)的原子核在极高温度下发生碰撞,并合成较重的原子核,释放出巨大能量。
•例子1.太阳是一个巨大的核聚变反应堆,其中氢原子核聚变形成了氦原子核。
太阳的核心温度高达1500万度,使得氢原子核具有足够的能量以克服库仑斥力而发生核聚变。
2.等离子体聚变堆(如磁约束聚变堆、惯性约束聚变堆)是人工制造的核聚变设备。
通过使用高能粒子束或强磁场来加热氢同位素,使其发生核聚变,产生能量。
•详细讲解核聚变需要克服原子核之间的库仑斥力,这需要非常高的温度和压力。
在太阳中,引力提供了足够的压力,而高温则来自于太阳内部的强烈核融合反应。
这种核聚变反应转化了氢原子核为氦原子核,释放出大量的能量,使得太阳能持续地辐射热和光。
在人工制造的核聚变设备中,为了达到足够的温度和压力,常用的方法是使用强磁场或者高能粒子束来加热和压缩氢同位素。
目前,磁约束聚变堆和惯性约束聚变堆是两种常见的核聚变设备。
磁约束聚变堆利用强磁场将等离子体保持在一个磁约束壳内,并通过加热等离子体使其达到足够的温度。
当等离子体达到核聚变所需的温度和压力时,氢同位素发生核聚变反应,产生更重的原子核和大量的能量。
惯性约束聚变堆则利用高能粒子束(如激光束或离子束)来加热和压缩氢同位素,使其达到核聚变所需的条件。
高能粒子束的能量转化为等离子体内原子核的动能,使其相互碰撞并发生核聚变反应。
核裂变•概念核裂变指的是重元素的原子核被撞击或吸收中子,并分裂成两个或更多较轻的原子核的过程。
在核裂变中,分裂产物同时释放大量的能量。
•例子1.美国曼哈顿计划中研制的原子弹就是基于核裂变反应原理。
在核裂变中,铀或钚等重元素的原子核被中子撞击后分裂成两个较轻的原子核,并释放出大量的能量。
2.核电站中使用的燃料,如铀-235和钚-239,也是通过核裂变产生能量的。
核裂变,核聚变,核衰变,核合变
核裂变,核聚变,核衰变,核合变
核裂变、核聚变、核衰变和核合变是与核能相关的重要概念。
这些过程涉及原子核内部的变化,影响着能源的释放和转化。
在本
文中,我们将深入探讨这些过程的原理、应用和影响。
首先,核裂变是指重原子核分裂成两个或更多较小的核的过程。
这一过程通常伴随着中子的释放,同时也释放出大量的能量。
核裂
变是核反应堆和核武器的基础,通过控制核裂变反应可以产生大量
的电能或者用于破坏性目的。
与核裂变相对的是核聚变,这是指轻原子核融合成较重的核的
过程。
核聚变是太阳和恒星能量来源的基础,也是人类在地球上追
求的清洁能源之一。
虽然目前技术上还无法实现可控的核聚变反应,但科学家们一直在努力研究和开发相关技术,希望能够在未来实现
可持续的核聚变能源。
此外,核衰变是指放射性核素自发地发生核变换的过程。
这一
过程会释放出放射性粒子和能量,对人类和环境都有一定的影响。
核衰变是核能应用中需要重点关注和控制的部分,确保核材料的安
全和合理利用。
最后,核合变是一种较为罕见的核反应过程,指两个原子核合并成一个更重的核的过程。
这一过程通常需要高能量的条件才能发生,目前在实验室中已经实现了一些轻元素的核合变反应,但实际应用还存在诸多挑战。
总的来说,核裂变、核聚变、核衰变和核合变是核能领域中非常重要的概念,它们影响着能源的产生和利用,也对人类社会和环境产生着深远的影响。
通过深入研究和合理应用这些核反应过程,我们可以更好地利用核能资源,推动社会的可持续发展。
核能与核反应核裂变与核聚变的介绍
核能与核反应核裂变与核聚变的介绍核能与核反应:核裂变与核聚变的介绍核能是一种源于原子核中巨大能量的形式,是当前世界上最主要的清洁能源之一。
核能通过核反应的方式释放出来,其中最常见的核反应有核裂变和核聚变。
本文将介绍核能以及核裂变和核聚变的基本原理和应用。
一、核能的基本概念及特点核能是指储存在原子核中的巨大能量,其能量密度远高于常见的化学能。
核能的主要特点包括:1. 高能量密度:核能的能量密度远高于化学能,仅几克核燃料就可输出巨大的能量,这使核能成为高效的能源来源。
2. 易于储存和运输:核能可通过核燃料的形式进行储存和运输,使其可以灵活应用于不同领域。
3. 清洁环保:核能的利用过程中不会产生二氧化碳等温室气体和大量的污染物,对环境的影响较小,是一种低碳清洁能源。
二、核裂变的过程和应用1. 核裂变的概念:核裂变是指重核(如铀、钚等)被中子轰击后产生裂变,释放出巨大能量的过程。
核裂变反应通常可表示为:核裂变:重核 + 中子→ 轻核 + 轻核 + 中子 + 能量2. 核裂变的链式反应:核裂变过程中,释放的中子可继续轰击其他重核,形成链式反应。
当链式反应持续稳定进行时,就产生了裂变链式反应,从而释放出大量的能量。
3. 核裂变的应用:- 核能发电:核裂变被广泛应用于核能发电厂中。
在核反应堆中,通过控制链式反应的速率,可释放出大量的热能,用于产生蒸汽驱动涡轮发电机,生成电能。
- 核武器:由于核裂变释放的能量巨大,核裂变也可以用于制造核武器。
然而,核武器的制造和使用受到严格的国际法律和条约限制。
三、核聚变的过程和应用1. 核聚变的概念:核聚变是指轻核(如氢、氦等)融合形成更重的核,并释放出巨大能量的过程。
核聚变反应通常可表示为:核聚变:轻核 + 轻核→ 重核 + 中子 + 能量2. 核聚变的条件:核聚变需要极高的温度和压力条件才能实现,目前主要通过两种方法进行控制:- 惯性约束聚变(ICF):利用激光或粒子束瞬时加热和压缩燃料,使其达到触发聚变的条件。
核裂变和核聚变的原理及应用
核裂变和核聚变的原理及应用强大的核能源有着广泛的应用,而核能源是由核裂变和核聚变两种反应所产生的。
核裂变是指核物质发生裂变而释放出能量的过程,而核聚变是指两个轻核聚变成一个重核并释放出能量的过程。
本文将详细介绍核裂变和核聚变的原理及应用。
一、核裂变的原理及应用A. 核裂变的原理核裂变是指一个重核被撞击或吸收到中子时,会裂变成两个以上的核子。
根据爱因斯坦的质能方程,质量和能量之间存在着等价关系,核裂变释放出大量的能量。
核裂变与核反应堆的产生有着密切的联系,核反应堆通过控制核链式反应来释放出能量。
B. 核裂变的应用核裂变的应用广泛,其中最重要的就是核电站。
核电站利用核裂变产生的能量来驱动涡轮机产生电力。
另外,核裂变还被用于研究核物理和制造核武器,同时也可以作为医学中的辐射源。
二、核聚变的原理及应用A. 核聚变的原理核聚变是将两个或两个以上的轻核聚合成一个中重核的过程。
核聚变需要高温和高压的条件,因为轻核之间的斥力非常强,只有当气体流失的速度达到一定程度时,才能使核聚变反应达到平衡。
B. 核聚变的应用核聚变可以用来制造氢弹。
氢弹是一种利用热核反应释放出的能量来制造可怕杀伤的武器。
另外,核聚变还是太阳和其它恒星产生能量的源头,它是保持地球和其它行星温暖的基础。
此外,核聚变还被用来研究和制造新材料,制造合成材料,以及用于治疗癌症等疾病。
三、核裂变和核聚变的比较核裂变和核聚变是两种截然不同的核反应类型。
核裂变是将一个重核裂分成两个或更多的质子和中子,核聚变则是将两个或更多的轻核聚成一个重核。
核裂变实际上是用高能粒子强制使核子分裂,而核聚变则是在高温和高压环境下使核子自然结合。
在核裂变中产生的是轻元素,而在核聚变中产生的是重元素。
四、结语核裂变和核聚变都是人类掌握的强大能源来源。
它们都有各自的应用领域和潜在风险,需要加强研究和开发,以确保它们的安全性和可持续性。
希望本文可以帮助读者更好地了解核裂变和核聚变的原理及应用。
核裂变和核聚变的原理和应用
核裂变和核聚变的原理和应用核裂变和核聚变是当前世界能源的两个主要方向和研究重点,是具有高效、清洁、稳定的大型能源源的关键手段。
核聚变是指将轻核素(如氢等)在高温、高压下聚变成为较重的核素(如氦等)的过程;而核裂变是指将重核素(如铀等)吸收中子后然后裂变成取别的核素的过程。
核裂变和核聚变这两种过程都会释放出大量的能量,因此它们既可以作为民用公司的能源来源,也可以作为核武器制造的重要原料。
一、核裂变的原理和应用1. 核裂变的原理核裂变是将重核素通过吸收中子的方式转化成为两个甚至更多的轻核素的过程。
核裂变发生后常常会放出一些约为200 MeV的能量,这种能量可以在瞬间破坏两个核内的强作用力,导致原子核的裂解和释放储存在原子核内的能量。
在裂变过程中会放出中子和其他的粒子,这些粒子会继续与周围的核素进行核反应,并引发更多的核反应,使得核物质中的裂变反应达到连锁反应的状态。
2. 核裂变的应用核裂变被广泛应用于民用和军事领域。
在民用方面,核裂变主要用于发电,这是目前价值最大的应用。
核裂变发电的工作原理是,核反应生成热量,这些热量可以被用于产生蒸汽,再通过蒸汽释放出来的热量驱动发电机,产生电力。
在核裂变发电过程中,各个国家采取不同的策略,比如关注低成本,高效利用等等,推进了核电力发电的核心技术和应用基础。
除此之外,核裂变还被广泛应用于核燃料的生产、核武器的制造和空间计划等领域,十分重要。
二、核聚变的原理和应用1. 核聚变的原理核聚变是将轻核素(如氢、氦等)合成为更重的核素的过程,聚变反应需要在高温和高压的环境中进行,要满足一定的反应条件,才能引发出足够的原子核反应,从而释放出足够的能量。
在宇宙中,核聚变是太阳和其他恒星维持巨大能量发出的主要方式之一。
2. 核聚变的应用核聚变目前尚处于科研实验阶段,但科学家们已经取得了大量的成果,为实现核聚变提供了有力的支持。
核聚变的应用更加多样化,比如能够作为能源发电的重要手段,不但可以提供更加清洁的能源,还可以产生相对较少的废弃物,更为环保。
原子核的裂变和聚变
原子核的裂变和聚变原子核是构成物质的基本单位之一,它的结构和性质一直困扰着人类,而原子核的裂变和聚变则是其中最引人注目的现象之一。
本文将介绍原子核的裂变和聚变,并探讨它们对生活和能源领域的影响。
裂变是指重原子核分裂成两个或多个轻原子核的现象。
裂变的实质是,当重原子核受到高能粒子的撞击或吸收中子时,核内质子和中子的相互作用发生变化,导致核的不稳定状态。
裂变反应一般以放射性元素铀为基础,发生在核反应堆或核武器中。
在核反应堆中,裂变反应可以通过引发连锁反应,以产生热量,进而供应电力。
裂变不仅产生巨大的能量,更重要的是产生中子。
这些中子可以再次与铀核发生碰撞,引发新的裂变,从而释放更多的能量和中子。
正是这种特性使核反应堆能够连续供应能量。
然而,由于核裂变产生的放射性废物需要长时间来降解,处理核废料的问题也逐渐成为裂变能源的挑战之一。
与裂变相对应的是聚变,它是指轻原子核融合为重原子核的过程。
聚变反应发生在太阳等恒星内部,也可以在地球上的聚变反应堆中实现。
聚变通常需要很高的温度和压力,以克服原子核之间的斥力。
例如,在聚变反应堆中,使用等离子体来实现聚变反应。
等离子体是一种带有带电粒子的气体,可以通过磁场或激光束来控制和加热。
聚变的优势在于其产生的能量巨大且环保。
聚变反应的燃料是氘和氚,这些重氢同位素在自然界中非常稀有。
而且,聚变反应不会产生放射性废物,因此不会对环境造成长期影响。
此外,聚变反应所需的燃料可以从海水中提取,使其资源十分丰富。
然而,迄今为止,实现可控聚变反应仍然是一个巨大的挑战。
目前,国际热核聚变实验反应堆(ITER)被认为是最有希望实现可控聚变反应的项目之一。
ITER项目旨在利用等离子体来实现聚变反应,并为未来的商业聚变反应提供技术基础。
总结而言,原子核的裂变和聚变是两种具有重要意义的核反应。
裂变广泛应用于核电站和核武器等领域,能够提供大量的能源,但同时也带来核废料处理的问题。
聚变作为一种理想的能源解决方案,能够产生巨大的清洁能源,但实现可控的聚变仍面临挑战。
什么是核聚变和核裂变
什么是核聚变和核裂变知识点:核聚变和核裂变核聚变和核裂变是两种重要的核反应过程,它们在原子核层面上发生,涉及到核子的重新组合和能量的释放。
1.核聚变:核聚变是指两个轻核结合成一个更重的核的过程。
在这个过程中,轻核中的质子通过核力相互吸引,克服库仑排斥力,最终融合在一起。
核聚变过程中,由于质量数的增加,会有一定的质量亏损,根据爱因斯坦的质能方程E=mc^2,质量亏损会转化为大量的能量。
核聚变主要发生在太阳和其他恒星内部,是恒星发光和发热的主要机制。
2.核裂变:核裂变是指一个重核分裂成两个或多个较轻的核的过程。
在这个过程中,重核吸收一个中子后,会变得不稳定,进一步分裂成两个中等质量的核,同时释放出更多的中子和大量的能量。
核裂变是现代核电站和核武器的主要原理。
核裂变过程中释放的能量主要来自于质量亏损,同样根据爱因斯坦的质能方程,这些亏损的质量转化为能量。
3.核聚变和核裂变的区别:•反应类型:核聚变是轻核结合成重核,而核裂变是重核分裂成轻核。
•能量释放:核聚变释放的能量远大于核裂变,但核聚变需要极高的温度和压力才能实现自持的核聚变反应。
•控制难度:核裂变反应可以通过控制中子的吸收和反应速率来控制,而核聚变反应目前还无法实现有效的控制。
•应用领域:核聚变主要应用于恒星内部,而核裂变广泛应用于核电站和核武器。
4.核聚变和核裂变的应用:•核聚变:太阳和其他恒星通过核聚变产生能量,为宇宙中的生命提供了光和热。
•核裂变:核裂变反应产生的能量被广泛应用于地球上的核电站,为人类提供了大量的电力。
核聚变和核裂变是两种重要的核反应过程,它们在原子核层面上发生,涉及到核子的重新组合和能量的释放。
核聚变是轻核结合成重核的过程,主要发生在太阳和其他恒星内部;核裂变是重核分裂成轻核的过程,广泛应用于核电站和核武器。
虽然核聚变释放的能量远大于核裂变,但目前核聚变还无法实现有效的控制。
习题及方法:1.习题:核聚变和核裂变的主要区别是什么?解题方法:回顾核聚变和核裂变的定义,比较两者的反应类型、能量释放、控制难度和应用领域,总结出主要的区别。
核聚变与核裂变的比较分析
核聚变与核裂变的比较分析核聚变和核裂变是两种不同的核反应方式,也是目前能源领域研究和应用的重要热点。
两者的主要区别在于反应过程和产生的能量形式。
为了更好地了解两者的区别和特点,下面将对核聚变和核裂变进行比较分析。
一、反应过程的差异1. 核聚变反应过程核聚变是指将两个轻核子迅速融合成一个重核子的反应。
具体过程是在高温和高压条件下,将氢、氘、三氢等轻核子加热到数百万度以上,使其具备足够的能量,撞击到其他核子时能够克服库仑势垒,进而融合成重核,产生能量和中子。
核聚变反应最常见的是氢核聚变,其反应公式为:$$ \mathrm{H + H \to He + n + 3.27MeV} $$2. 核裂变反应过程与核聚变不同,核裂变是指将一个重核子分裂为两个或更多轻核子的反应。
具体过程是将重核子辐射照射到中子或其他粒子中,使其裂变成两个核子(中子或质子),同时释放能量和中子。
核裂变反应最常见的是铀裂变,其反应公式为:$$ \mathrm{n + ^{235}U \to Ba + Kr + n' + 200MeV} $$二、能量输出的差异1. 核聚变能量输出核聚变反应产生的能量主要来自于核子之间的结合能,即核子之间的引力能。
在核聚变过程中,核子通过克服库仑势垒而相互靠近,最后结合成一个更重的核子,所产生的能量被转化为热能和光能输出。
核聚变能量输出的主要优势在于其能够实现高强度输出、产生较少的核废料,同时具有清洁环保、可持续性等优势。
2. 核裂变能量输出与核聚变不同,核裂变释放的能量主要来自于裂变产物和裂变中子释放的能量。
具体来说,如铀裂变时会产生两个轻重核子和多个中子,这些产物中的动能和释放的中子动能被大量转化为热能,引起反应堆中燃料温升,从而产生能量输出。
核裂变能量输出的主要缺点在于其核废料产生量大、辐射性强,同时还存在以及常规燃料短缺等问题。
三、应用前景的差异1. 核聚变的应用前景核聚变已经成为各国科学家关注的热点研究领域,已经在不同国家建设核聚变研究装置,如欧洲联合体(EUROfusion)、中国核聚变工程研究(CFETR)等。
初三物理核裂变和核聚变
初三物理核裂变和核聚变
核裂变和核聚变是现代核物理研究的两个重要方面。
核裂变是指重核原子核在受到高能粒子或中子的撞击下,分裂成较小的原子核和一些中子的反应。
核聚变则是两个或两个以上轻核原子核在高温、高压等条件下,融合成较重的原子核的反应。
核裂变是一种放出能量巨大的反应,在二战期间,原子弹就是利用核裂变的能量来引爆,产生爆炸的。
在核裂变反应中,一些已知的元素(如钚)能够分裂成两个较小的原子核,同时释放出大量能量与与一些中子,这个过程通常称为自由中子的链式反应。
但是核裂变所产生的中子并不稳定,而是非常容易和别的原子核反应。
这就是可以利用核裂变引发放射性衰变的原理,同时核裂变也被广泛应用于核电站和航空航天等领域。
相比之下,核聚变更安全,运用比较广泛。
核聚变产生的反应主要取决于反应堆中能流密度和温度的一些参数。
在核聚变反应中,一些轻原子核相互结合,产生较重元素原子核的过程。
核聚变在自然界中广泛存在,是太阳以及其他恒星能量来源的基础,利用人工制造的放射性同位素可以实现人工控制的核聚变,这一反应同样具有巨大的应用潜力,可以被用于制造大型能量装置以及推动航天器。
总的来说,无论是核裂变还是核聚变,对于现代能源产业和科学研究有着深远的影响。
同时,掌握核裂变和核聚变的工程技术,也是核武器制造与战略应对的关键性领域。
但是,我们应该注意到核武器及核反应堆事故的不良影响,在利用核能的过程中,必须谨慎对待风险,提高安全保障措施,确保公共安全。
高中物理3-5:19.6 重核的裂变 核聚变 粒子和宇宙 案
课时19. 6重核的裂变核聚变粒子和宇宙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.会计算重核裂变过程中释放出的能量。
3。
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。
4. 了解聚变反应的特点及其条件。
了解可控热核反应及其研究和发展。
5。
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.6。
了解构成物质的“基本粒子"及粒子物理的发展史,初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一.1。
核裂变(1)重核分裂成质量较小的核,释放出核能的反应,称为①。
(2)这种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,叫作核裂变的②链式反应。
(3)通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的③临界体积,相应的质量叫作④临界质量。
2。
核电站(1)核燃料——⑤铀棒,由浓缩铀制成。
(2)控制棒—-由镉做成,用来控制⑥反应速度.(3)减速剂由石墨、重水或普通水(有时叫轻水)做成,用来跟快中子碰撞,使快中子能量减少,变成⑦慢中子,以便让U235俘获。
(4)冷却剂:用水或液态钠等流体将反应堆内的热量传输出去,用于发电,同时也使反应堆冷却。
(5)水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线,防止核辐射。
3。
核聚变两个轻核结合成质量较大的核,这样的反应叫作⑧聚变。
聚变的条件:要加热到几百万摄氏度的高温。
4. 受控热核反应聚变与裂变相比有很多优点:轻核聚变产能效率高;地球上聚变燃料的⑨储量丰富;轻核聚变反应更为⑩安全、清洁.5. 粒子和宇宙(1)“基本粒子”不基本:科学家发现数以百计的新粒子,它们不是由中子、质子、电子组成,还发现中子、质子本身有复杂的结构.(2)发现新粒子:按粒子与各种相互作用的关系,可分为三大类,强子、轻子和媒介子.(3)夸克模型:1964年提出的夸克模型,认为强子由更基本的成分组成,这种成分叫作夸克。
高中物理第五章原子核4_5核裂变与核聚变“基本”粒子课件新人教版选择性必修3
【解析】选D。23940Th 和 23941Th 质量数都是234,故A错误;β衰变的实质:β衰变 时释放的电子是由核内一个中子转变成一个质子的同时释放出来的,故B错误;
该核反应方程为
23940Th
23941Th
0 1
e,故C错误;衰变过程中有质量亏损,所以精
确地讲,一个 23940Th 核的质量比一个 23941Th 核与一个β粒子的质量和要大,故D
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__,这就要求原子核具有足够的动能,有一种方法就是把它们加热到很高的温
度,温度高达_几__百__万__开尔文,因此聚变又叫_热__核__反__应__。
4.应用:目前,人工产生的热核反应主要用在核武器上,那就是_氢__弹__,需要用_原__
(3)常见的裂变方程:
①
U 235
92
1 0
n
139 54
Xe
95 38
Sr
2
1 0
n。
②
U 235
92
1 0
n
144 56
Ba
89 36
Kr
3
1 0
n。
2.链式反应的条件: (1)由慢中子轰击。 (2)铀块的体积大于临界体积,或铀块的质量大于临界质量。 以上两个条件满足一个,则另一个条件自动满足。 3.裂变反应的能量:铀核裂变为中等质量的原子核,发生质量亏损,所以放出能 量。一个铀235核裂变时释放的能量如果按200 MeV估算,1 kg铀235全部裂变放 出的能量相当于2 800 t标准煤完全燃烧时释放的能量,裂变时能产生几百万度 的高温。
正确。
2.(多选)核电站利用原子核裂变的链式反应获得能量进行发电。已知
核裂变和核聚变的例子
核裂变和核聚变的例子核裂变和核聚变是人类研究核科学的两个重要方向,可以说是人类认识和掌握核能源的基础。
在此,我们将从事例入手,简述核裂变和核聚变的基本原理以及它们在一些实际应用中所扮演的角色。
一、核裂变的例子核裂变是指一个原子核裂变成两个或更多的核片段的过程,通常是放出大量的能量,同时释放出中子、γ射线等粒子。
核裂变的物理学原理十分复杂,但可以简单解释为将大的原子核分解成小的原子核,由此产生的能量被称为裂变能,是核能源的主要来源之一。
在现代核能工业中,核裂变被广泛应用。
最著名的例子之一就是核电站的反应堆。
在核电站的反应堆中,通过控制反应堆内的裂变反应可以产生大量的热能,进而驱动一台蒸汽涡轮机,最终发电。
值得一提的是,核电站的运行需要高度的安全性和稳定性,专业技术人员的密切关注与操作才能保障核电站的安全运行。
除此之外,核裂变在医学、环境保护等领域也得到了应用。
例如,核裂变可以用于人体放射性检测和治疗癌症。
另外,核裂变还可以消除有害的放射性废物和环境污染物(如氚等)。
二、核聚变的例子核聚变是指将两个或更多轻的原子核合成一个更重的原子核的过程。
核聚变过程通常会产生大量的能量,但需要高温和高压才能实现。
核聚变在恒星内发生频繁,也是未来核能源的重要探索方向之一。
在地球上,人们目前正在尝试开发核聚变作为一种替代能源。
例如,国际热核聚变实验反应堆(ITER)正在研发一种新型的聚变反应堆,它将把氘和氚聚变成氦和中子,在这个过程中产生大量的能量。
尽管目前任重道远,但这种新型的能源有望在未来成为人类的主要能源来源。
除此之外,核聚变在科研领域也得到了广泛应用。
例如,在物理学和天文学研究中,使用核聚变产生的中子可以引入新的实验装置中,从而研究更复杂的物理现象和宇宙起源问题等。
总之,核裂变和核聚变作为人类研究核能源的重要方向,不仅在能源领域得到了广泛应用,也在环境保护、医学和科学研究等领域发挥着重要作用。
未来,人类将在不断探索中不断完善这些技术,更好地发挥它们的作用,造福整个人类社会。
核聚变和核裂变反应的能量释放机制
核聚变和核裂变反应的能量释放机制核聚变和核裂变反应是两种不同的核反应过程,它们在释放能量的机制上存在差异。
核聚变是将轻核粒子融合成重核粒子的过程,而核裂变是将重核粒子分裂成轻核粒子的过程。
这两种反应具有相当大的能量释放,因为它们涉及到核能级差。
首先,让我们来了解核聚变反应的能量释放机制。
核聚变反应通常发生在轻核粒子中,例如氘(氢的同位素)和氚(氢的同位素)。
在核聚变过程中,当两个轻核粒子靠近并发生碰撞时,它们的核力将克服电力的相互斥作用,使得它们能够接近到足够近的距离。
在这个极端近距离下,核力将会远远大于其他相互作用力,从而促使核反应的发生。
一旦两个轻核粒子足够靠近,它们的核力将开始产生作用。
这将导致核聚变反应中原子核的融合,形成一个更重的核粒子。
这种新的核粒子对应于其组成原子核中质子和中子的总数。
然而,这个过程并不是简单的,它需要克服两个轻核粒子之间的强电排斥力。
这一排斥力只有在足够高的温度和压力下才能被克服。
核聚变反应通常发生在恒温高压下,例如恒温高压等离子体中。
这种高度能量密集的环境,使得核聚变反应可以持续进行,并释放大量的能量。
在聚变反应中,原子核内部发生的变化将伴随着一定质量的质量损失。
这部分质量损失将通过E=mc²的质能转换公式得以释放,并以能量的形式传递。
与核聚变反应相比,核裂变反应的能量释放机制略有不同。
核裂变反应通常发生在重核粒子中,例如铀和钚。
在核裂变过程中,一个重核粒子会被撞击或俘获中子,并分裂成两个或更多的轻核粒子。
在这个过程中,大量的能量被释放,并且可能还会释放出一些中子。
核裂变反应的能量释放机制可以通过许多因素来解释,如裂变产物之间的相互作用和核力。
在裂变过程中,重核粒子的撞击或俘获中子将导致核力的作用,使得核反应发生。
在这个过程中,裂变产物之间的相互作用将释放出大量的能量。
需要注意的是,核裂变和核聚变反应的能量释放差异并不仅仅在于其机制。
核聚变反应通常会释放更多的能量,相较于核裂变反应。
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《核的裂变》《核聚变》《粒子和宇宙》导纲
编写人:李长有审核人:鲁江涛使用时间:2018.01.18
【学习目标】
1.知道什么是裂变、什么是聚变,了解裂变和聚变的特点.
2.知道链式反应,并能计算裂变释放的核能.
3.会写出聚变反应方程并能计算聚变释放的核能.
4.了解基本粒子、夸克模型及宇宙的演化.
【重点难点】:裂变、聚变释放的核能的计算.
【易错问题】:对聚变比裂变反应释放的能量的大的说法认识不清.
【自主学习】
一、核裂变
1.定义:重核分裂成质量较小的核,释放出核能的反应.
2.链式反应:当一个_____引起一个铀核裂变后,裂变中放出的中子再引起其他铀核裂变,且能不断继续下去,这种反应叫核裂变的链式反应.典型反应方程:23592U+10n→14456Ba+8936Kr+310n.
3.链式反应的条件:发生裂变物质的体积大于等于_________或裂变物质的质量大于等于临界质量.
二、核电站
1.工作原理
现以压水式反应堆核电站为例,讨论电站的工作原理,压水式反应堆核电站包括:压水堆本体,由蒸汽发生器、称压器、主泵构成的一回路系统,二回路系统,汽轮发电机组以及为支持系统正常运行并保证反应堆安全而设置的辅助系统,回路系统是蒸汽供应系统,将反应堆释放的内能,由冷却剂带到蒸汽发生器中,产生蒸汽;二回路系统是蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的系统,与常规火电厂汽轮发电系统基本相同.
2.核燃料:目前核电站反应堆以_____为燃料.
3.___________是核电站的心脏,它是一种用人工控制链式反应的装置,可以使核能较平缓地释放出来,裂变反应堆的结构和工作原理。
三、核聚变
1.定义:轻核结合成质量_____的核的反应.轻核聚变反应必须在________下进行,因此又叫热核反应.2.氢弹爆炸的核反应方程:21H+31H→42He+__.
3.在消耗相同质量的核燃料时,轻核聚变比重核裂变能释放更__的能量.热核反应一旦发生,就不再需要外界给它能量,靠自身产生的热就可以使反应进行下去.
4.太阳内部和许多恒星内部,温度高达107K以上,其反应就是____反应的实例.
四、受控热核反应
聚变与裂变相比有很多优点,第一,轻核聚变产能效率高;第二,地球上聚变燃料的储量丰富;第三,轻核聚变更为安全、清洁.
五、粒子和宇宙
1.“基本粒子”不基本
在19世纪末,人们认为光子、____、_____和____是组成物质的不可再分的最基本的粒子,20世纪后半期,科学家发现质子、中子也有着自己的复杂结构,于是基本粒子不再“基本”.
2.发现新粒子
(1)新粒子:1932年发现正电子,1937年发现μ子,1947年发现K介子和π介子;以后又发现了质量比质子大的叫做_____.
(2)反粒子:实验中发现,对应着许多粒子都存在着质量与它相同而电荷及其他一些物理性质______的粒子,叫做反粒子.例如,电子的反粒是正电子,质子的反粒子是反质子等.
(3)粒子分类:按照粒子与各种相互作用的关系分为三大类:______、轻子和________.
3.夸克模型
(1)什么是夸克:强子(质子、中子)有着自己复杂的结构,它们有更为基本的成分组成,科学家认为这种成分
叫夸克.
(2)分类:上夸克、_______、奇异夸克、粲夸克、_______、顶夸克共有六种,它们带的电荷分别为元电荷的_________.每种夸克都有对应的反夸克.
(3)意义:夸克理论的最大突破是________不再是电荷的最小单元,即存在分数电荷.
(4)夸克禁闭:夸克不能以___________________,这种性质称为夸克的禁闭.
4.宇宙的演化:宇宙起源于一次大爆炸,这种理论被称为宇宙________理论.
5.恒星的演化
恒星的最后归宿是:质量小于太阳质量的1.4倍的恒星会演变成_______,即体积很小,质量不太小的恒星;质量大于1.4倍小于2倍太阳质量的恒星,会演变成________;更大质量的恒星,会演变成“______”.
【基础达标】
【】1.关于铀核的裂变,下列说法正确的是
A .铀核裂变的产物是多种多样的
B .铀核裂变时能同时释放出2~3个中子
C .为了使裂变的链式反应容易进行,最好用浓缩铀235
D .铀块的体积对产生链式反应无影响
【】2.下列核反应中,表示核裂变的是
A .23892U →23490Th +42He
B .23592U +10n →14456Ba +8936Kr +310n
C .3015P →3014Si +01eD.94Be +42He →126C +10n
【】3.以下核反应方程中属于核聚变的是
A.21H +31H ―→42He +10n
B.14 7N +42He ―→17 8O +11H
C.11H +10n ―→21H +γD .411H ―→42He +201e
【】4.目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成.u 夸克带电荷量为23
e ,d 夸克带电荷量为-13
e ,e 为元电荷.下列论断可能正确的是 A .质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成
B .质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成
C .质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成,中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成
D .质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成
【】5.235 92U 吸收1个慢中子后,分裂成139 54Xe 和9438Sr ,同时还放出
A .1个α粒子
B .1个氘核
C .3个中子
D .2个中子
【】6.下列核反应方程及其表述都正确的是
A.21H +32He →42He +11H 是聚变反应
B.235 92U +10n →141 56Ba +9236Kr +310n 是裂变反应
C.21H +31H →42He +10n 是聚变反应
D.2411Na →2412Mg + 0-1e 是裂变反应
【】7.关于轻核聚变释放核能,下列说法正确的是
A .一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多
B .聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量一定大
C .聚变反应中粒子的结合能变大
D .聚变反应中由于形成质量较大的核,故反应后质量增加
【】8.一个235 92U 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235 92U +10n →X +9438Sr +210n ,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 =mc 2,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
【】9.北京奥委会接受专家的建议,大量采用对环境有益的新技术.如奥运会场馆周围80%~90%的路灯将利用太阳能发电技术,奥运会90%的洗浴热水将采用全玻璃真空太阳能集热技术.太阳能的产生是由于太阳内部高温高压条件下的热核聚变反应形成的,其核反应方程是
A .411H ―→42He +201eB.14 7N +42He ―→17 8O +11HC.235 92U +10n ―→136 54Xe +9038Sr +1010nD.238 92U ―→234 90Th +42He
【】6.一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个γ光子.已知质子、中子、氘核的质量分别为m 1、m 2、m 3,普朗克常量为h ,真空中的光速为c .下列说法正确的是( )
A .核反应方程是11H +10n →31H +γ
B .聚变反应中的质量亏损Δm =m 1+m 2-m 3
C .辐射出的γ光子的能量E =(m 3-m 1-m 2)c
D .γ光子的波长λ=h (m 1+m 2-m 3)c 2
【】7.一个铀235吸收一个中子后发生的反应式是23592U +10n →13654Xe +9038Sr +1010n ,放出的能量为E ,铀235
核的质量为M ,中子的质量为m ,氙136核的质量为m 1,锶90核的质量为m 2,真空中光速为c ,则释放的能量E 等于
A .(M -m 1-m 2)c 2
B .(M +m -m 1-m 2)c 2
C .(M -m 1-m 2-9m )c 2
D .(m 1+m 2+9m -M )c 2。