第3节 轻核聚变(2)

式为32He＋32He―→211H＋42He。关于32He 聚变下列表述正确的是
A．聚变反应不会释放能量
()
B．聚变反应产生了新的原子核
C．聚变反应没有质量亏损
D．目前核电站都采用32He 聚变反应发电
MING XIAO KE TANG
[解析] 聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较 大的核，聚变反应中会有质量亏损，故 C 错；聚变反应要 放出大量的能量，故 A 错；目前核电站都采用铀核的裂变 反应，故 D 错，B 对。
体约束在环形真空室内。
(√)
(6)目前，可控热核聚变已经被广泛应用于核电站发电。 (×)
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2．合作探究——议一议 (1)为什么制造氢弹必须要具有制造原子弹的能力？ 提示：氢弹爆炸是热核反应，需要达到几百万摄氏度的高温才 能进行，只有利用原子弹爆炸时的高温高压，才能使氢弹中的 聚变材料达到热核反应的条件，故只有具备了制造原子弹能力 的国家才能制造氢弹。 (2)原子弹和氢弹的装置有何不同？ 提示：(1)原子弹是一种没有减速剂、不加控制的爆炸性链式 反应装置。 (2)氢弹是一种靠惯性约束、不需人工控制而实现聚变的反应 装置。
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物理
第四章 : 核 能 选修3-5
热点 突破
第3节 轻核聚变（2）
洋县二中 金正山
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1．轻核聚变 _轻__核__聚合成 较重核 而释放核能的过程。 2．常见的聚变方程 (1)一个氘核和一个氚核结合成一个氦核： 12H＋31H―→ 42He ＋10n 这个核反应可释放 17.51 MeV 的能量，平均每个核子释放_3_.5_ MeV 的能量。 (2)12H＋21H―→ 31H ＋11H＋4.00 MeV
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2．一个氘核(12H)与一个氚核(31H)发生聚变，产生一个中子和一
个新核，并出现质量亏损。该聚变过程中
()
A．吸收能量，生成的新核是24He
B．放出能量，生成的新核是42He C．吸收能量，生成的新核是23He D．放出能量，生成的新核是23He 解析：由质量数和电荷数守恒可判断产生的新核是42He，其核
停课不停学·二中在行动
洋县二中网络直播课堂
高二物理 主讲人：金正山
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1．自主思考——判一判
(1)太阳中发生的是可控热核聚变反应。
(× )
(2)轻核发生聚变反应不需要条件。
(×)
(3)轻核发生聚变反应核子必须接近到核力发生作用的范围。
(√ )
(4)太阳自身强大的引力把高温等离子体约束在一起，维持了
其内部的热核反应的进行。
(√ )
(5)磁压缩装置中的环形线圈通电后可以产生磁场，将等离子
[答案] B
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重核裂变与轻核聚变的比较
重核裂变
轻核聚变
反应 重核分裂成两个或多个中 两个轻核结合成质量较 原理 等质量的原子核放出核能 大的原子核放出核能
核能
聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量要大 3～4倍
核废料 处理
聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多
可控性
3．核聚变的特点 (1)在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变释放更 多的能量。 (2)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。 (3)普遍性：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是 一个巨大的热核反应堆。
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[典例] 科学家发现在月球上含有丰富的32He(氦 3)。它是一种 高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程
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对核聚变的理解
1．聚变发生的条件：要使轻核聚变，必须使轻核接近 核力发生作用的距离 10－15 m，这要克服电荷间强大的斥力 作用，要求使轻核具有足够大的动能，有一种办法就是把它 们加热到几百万开尔文的高温。
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2．轻核聚变是放能反应：从比结合能的图线看，轻核聚变后 比结合能增加，因此聚变反应是一个放能反应。
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3．轻核聚变的反应条件 核间距接近 10－15 m，核力发生作用的距离内。 4．约束核聚变材料的方法 _引__力__约__wenku.baidu.com___、 磁约束 和惯性约束。 5．核电站：将 反应堆 释放的核能转化为电能的发电厂。 工作流程：将反应堆释放的核能转化为蒸汽的内能，再利用蒸 汽驱动汽轮机发电转化为电能。 燃料：反应堆以__293_25_U__为燃料。 6．核武器： 原子弹 和 氢弹 是众所周知的两种核武器。
速度比较容易进行人工控 制，现在的核电站还都是 用裂变反应释放核能
目前，除氢弹以外，人 们还不能控制它
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1．以下说法正确的是
()
A．聚变是裂变的逆反应
B．如果裂变释放能量，则聚变反应必定吸收能量
C．将反应物加热至数百万度高温聚变才能发生，显然聚变
反应是吸收能量
D．裂变与聚变均可释放巨大能量
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解析：聚变是轻核聚合成较大质量的核，裂变是重核分裂成 中等质量的核，二者无直接关系，故 A 错；裂变和聚变都是 放出大量的核能，故 B 错，D 正确；核聚变反应是热核反应， 需数百万度的高温，但聚变反应一旦开始所释放的能量就远 大于所吸收的能量，因此聚变反应还是释放能量的，故 C 错。 答案：D
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7．核能的优势 (1)核能发电比燃煤发电的成本 低 。 (2)核电站对环境污染比燃煤发电 小得多 。 8．核能利用存在的危害 (1)核废料的高 辐射性 。 (2)放射性物质泄漏，产生 核污染 。 (3)核武器威力巨大，不仅能摧毁生命，而且会使生态环 境受到严重破坏。