人教版高中物理选修1-2第七节轻核的聚变

合集下载

人教版高中物理选修1-2：裂变和聚变_课件1

3．重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径．下列说法中正确的是( )
A．裂变过程质量增加，聚变过程质量亏损 B．裂变过程质量亏损，聚变过程质量增加 C．裂变过程和聚变过程都有质量增加 D．裂变过程和聚变过程都有质量亏损【解析】重核裂变和轻核聚变都有核能释放出来，因此，反应过程中都有质量亏损．【答案】 D
关于铀核裂变，下述说法正确的是( ) A．铀裂变的产物是各种各样的，但只能裂变成两种不同的核 B．铀核裂变时还能同时释放出多个中子 C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀 235 D．铀块的体积对产生链式反应无影响【审题指导】明确重核裂变的实质及发生重核裂变的条件是解答本题必备的知识，同时也提醒我们，对一些重要的概念及一些条件应强化识记和理解．
4．氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：21H＋31H→42He＋x，式中 x 是某种粒子．
已知：21H、31H、42He 和粒子 x 的质量分别为 2.014 1u、 3.016 1u、4.002 6u 和 1.008 7u；1u＝931.5 MeV/c2，c 是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子 x 是________，该反应释放出的能量为________MeV(结果保留 3 位有效数字)．
【答案】 10n(或中子) 17.6
课标解读
裂变和聚变
重点难点
1.核裂变及链式反应与临界
1.了解核裂变及产生条件体积．(重点)
和核能.
2.核聚变及可控热核反应．(
2.了解核聚变及可控热核重点)
反应.
3.链式反应与可控热核反应
．(难点)
核裂变
1.基本知识 (1)定义重核分裂为质量较小的核，释放出核能的反应． (2)铀核裂变用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是29325U＋10n―→14546Ba＋8396Kr＋310n

四、裂变和聚变-人教版选修1-2教案

四、裂变和聚变-人教版选修1-2教案一、教学目标1.了解裂变和聚变的基本概念及区别。

2.掌握裂变和聚变的原理及应用。

3.知道裂变和聚变对人类社会的影响。

二、教学内容1. 裂变1.1 基本概念裂变是指重核裂变成轻核和中子的过程。

也就是说，将原子核撞击得足够剧烈后，原子核就会发生裂变，并释放出大量的中子和大量的能量。

裂变发生的过程中，原子核的质量会发生变化，同时因为释放出大量的能量，往往会产生辐射。

1.2 原理及应用裂变技术在能源领域有着非常重要的应用价值。

目前，世界上大部分的核反应堆都是采用核裂变技术来发电的。

裂变技术还在其他领域有着广泛的应用，如医学、工业等方面。

1.3 影响裂变技术对人类社会的影响是非常显著的。

因为裂变技术的能源密度非常高，可以输出极大量的能量，因此可以解决能源短缺的问题。

但是，裂变产生的辐射也对环境和人类健康造成了很大的危害，因此需要加强对辐射的监控和管理。

2. 聚变2.1 基本概念聚变是指把轻核聚合成重核的过程。

与裂变相比，聚变所产生的能量也非常巨大，但是聚变所产生的辐射却非常小。

在聚变过程中，氢原子核会融合成氦原子核，同时会产生大量的能量。

2.2 原理及应用聚变技术被认为是一种非常优秀的能源来源，因为它可以输出大量的能量，同时又不会产生大量的有害辐射。

聚变技术也可以应用到其他领域，如医学、工业等领域。

2.3 影响聚变技术对人类社会的影响也非常显著。

聚变技术可以解决能源短缺的问题，同时又不会对环境和人类健康造成大量的危害。

聚变技术在未来的能源开发和利用中将会起到非常重要的作用。

三、教学重点1.掌握裂变和聚变的基本概念。

2.熟悉裂变和聚变的原理及应用。

3.理解裂变和聚变对人类社会的影响。

四、教学方法课堂教学和实验教学相结合。

五、教学过程1. 裂变1.1 基本概念教师简单介绍裂变的基本概念，如何发生裂变以及裂变产生的中子和能量等。

1.2 原理及应用教师通过课件和动画演示，详细介绍裂变的原理以及裂变技术的应用，如核反应堆发电等。

《核聚变》【公开课教学PPT课件】高中物理

活动1：小小科学家磁约束——环流器（托卡马克）
活动1：小小科学家磁约束——仿星器
活动1：小小科学家
惯性约束---激光点火
神光 Ⅲ 号
二、受控热核反应
2、可控核聚变的实现方法
• 磁约束
将燃料锁定在一定空间
• 惯性约束
产生高温
二、受控热核反应
三、核聚变能源的利用
• 核聚变能源被誉为人类的终极能源 • 具有产能高、原料丰富、废料清洁等优点
3、实现方法 • 把原子核加热到足够大的温度
几百万开尔文高温
二、受控热核反应
1、实现核聚变的难点
• 地球上没有容器能承受如此高的温度 • 几百万开尔文的高温如何实现？通过查找资料，你是否了解到国际上主流的做法？
活动1：小小科学家课前自主学习，课堂展示风采
• 介绍一种实现可控核聚变的方法及其原理？
2007年10月，中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国等七个国家和地区合作开展“国际核聚变实验（ITER）”计划。
活动2：科学辩论会辩题：开发核聚变能源的利弊
正方：利大于弊
反方：弊大于利
一辩：陆睿韬二辩：刘旭三辩：邢牧凡四辩：胡予萱
VS 一辩：李敏慧二辩：陆子骏三辩：刘静怡四辩：彭皓
主要成分：氢
核
+
聚
高温1.5 x 107K
变
高压2000亿帕斯卡
科学家估计：
太阳核聚变能维持90~100亿年
核聚变的利用——氢弹
外壳
弹
氘、氚等热核燃料
引爆装置
三种组合：
普通炸药爆炸
Ｕ235
裂变
氘、氚聚变
2 1
H

高中物理第十九章原子核核聚变粒子和宇宙教材梳理素材新人教选修

7 核聚变8 粒子和宇宙疱丁巧解牛知识·巧学一、核聚变1.定义：轻核结合成质量较大的原子核的反应叫聚变.例如H 21+H 31→He 42+n 12.聚变发生的条件(1)要使轻核聚变，就必须使轻核接近核力发生作用的距离10-15m ，但是原子核是带正电的，要使它们接近10-15m 就必须克服电荷间很大的斥力作用，这就要求原子核具有足够的动能.要使原子核具有足够大的动能，就要给核加热，使物质达到几百万摄氏度的高温.(2)在高温下，原子已完全电离，形成物质第四态——等离子态，等离子体的密度及维持时间达到一定值时，才能实现聚变.3.轻核必须在很高的温度下相遇才能发生聚合放出更大的能量，由于温度较高，所以聚变也称为热核反应. 联想发散原子弹爆炸时，能产生这样的高温，然后引起轻核的聚变，氢弹就是根据这一原理制成的.太阳等许多恒星内部都进行着剧烈的核聚变，温度高达107 K 以上，向外释放大量的能量，地球只接收了其中的二十亿分之一左右.4.聚变与裂变的比较(1)能用于热核反应的原料极其丰富，裂变的原料比较稀缺.(2)同样情况下聚变放出的能量比裂变大.(3)热核反应后的遗留物对环境污染小，这一点裂变无法相比.二、受控热核反应1.热核反应的优点(与裂变相比)(1)产生的能量大；(2)反应后生成的放射性物质易处理；(3)热核反应的燃料在地球上储量丰富.2.实现核聚变的难点地球上没有任何容器能够经受如此高的温度，为解决这个难题，目前有3种方法对等离子体进行约束，即引力约束、磁约束和惯性约束.3.热核反应的两种方式爆炸式热核反应；受控式热核反应，目前正处于探索、试验阶段.三、“基本粒子”不基本1.19世纪末，许多人认为光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本粒子.2.从20世纪起科学家陆续发现了400多种同种类的新粒子，它们不是由质子、中子、电子组成.3.科学家进一步发现质子、中子等本身也是复合粒子，且还有着复杂的结构.4.粒子加速器和粒子探测器是研究粒子物理的主要工具.四、发现新粒子1.超子：质量比质子的质量大的粒子.2.反粒子(反物质)实验发现，许多粒子都有和它质量相同而电荷及其他一些物理量相反的粒子，叫反粒子，例如电子和正电子，质子和反质子等.由反粒子构成的物质叫反物质.反粒子(反物质)最显著的特点是当它们与相应的正粒子(物质)相遇时，会发生“湮灭”，即同时消失而转化成其他的粒子.3.按照粒子与各种相互作用的关系，可以将粒子分为三大类：强子、轻子和媒介子.(1)强子：强子是参与强相互作用的粒子，如质子是最早发现的强子，强子又分为介子和重子两类.(2)轻子：轻子是不参与强相互作用的粒子，如电子、中微子、μ子、τ子等.(3)媒介子：媒介子是传递各种相互作用的粒子，如光子、中间玻色子、胶子.五、夸克模型实验表明强子是有内部结构的，1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，认为强子是由夸克构成的.夸克理论经过几十年的完善和发展，已经逐渐为多数粒子物理学家所接受.根据夸克理论，夸克有6种，它们是上夸克(u)、奇异夸克(s)、粲夸克(c)、下夸克(d)、底夸克(b)和顶夸克(t).它们带的电荷分别为元电荷的±31或±32.到目前为止，人们已经从实验中发现了所有6种夸克存在的证据.夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷.六、宇宙的演化用粒子物理学可以较好地解释宇宙的演化，根据大爆炸理论在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期，在大爆炸的瞬间(约10-14 s ，温度为1032 K)产生夸克、轻子、胶子等粒子.大爆炸后约10-6 s ，温度下降到1013 K 左右，夸克构成质子和中子等强子，这个温度范围正是各种强子熙熙攘攘挤在一起的时代，称为强子时代，当温度下降到1011 K(10-2 s)，只剩下少量的强子，而主要是光子、中微子和电子等轻子，此时称为轻子时代，当温度下降到109 K(102 s)，少量的中子和质子结合成氘核，并很快生成氦核，同时有氘核、氦3等轻核及其他轻核等生成，此时称为核合成原子，此时称为合时代.继续冷却，质子、电子、原子等与光子分离而逐步组成恒星和星系.七、恒星的演化大爆炸10万年后，温度下降到3 000 K 左右，出现了由中性原子构成的宇宙尘埃.由于万有引力作用逐渐凝聚成团块，形成气态的星云团，星云团进一步凝聚收缩，使得动力势能转化为内能，温度升高，温度升到一定程度就开始发光，这样一颗恒星就诞生了.这颗星继续收缩，继续升温，当温度超过107 K 时，氢聚变成氦，向外辐射能量，核能耗尽后就进入末期，末期形态主要有三种：白矮星、中子星和黑洞. 典题·热题知识点一核聚变例1 下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是( )A.P 3015→Si 3014+e 01B.H 21+H 31→He 42+n 1C.C 146→N 147+e 01D.U 23892→Th 23490+He 42 解析：因为轻核结合成质量较大的核叫聚变.此题关键在一个“聚”字，即变化之前应至少有两种核，四个选项中只有选项B 符合要求.答案：B例2 使两个氘核发生聚变生成一个氦核，放出多少核能？解析：聚变的核反应式为2H 21→He 42，先查出氘核和氦核的质量m D =2.014 102 u ，m He =4.002 603 u ，然后根据核反应前后的质量亏损，用质能方程算出释放的核能.答案：核反应前后的质量亏损为Δm=2m D -m He =2×2.014 102 u -4.002 603 u=0.025 601 u ，释放的核能为ΔE=0.025 601×931.5 MeV=23.84 MeV.巧解提示也可先查出氘核和氦核的平均结合能，E D =1.11 MeV ，E He =7.07 MeV ，采用先拆散后结合的方法，即先把2个氘核分解成4个自由核子(2个中子和2个质子)需提供的能量为E 1=4×1.11 MeV=4.44 MeV，再使4个自由核子结合成氦核时释放出的能量为E 2=4×7.07 MeV=28.28 MeV，比较前后两个过程中释放的结合能，则两个氘核发生聚变生成一个氦核时，放出的核能为ΔE=E 2-E 1=28.28 MeV-4.44 MeV=23.84 MeV.知识点二核聚变与其他知识综合例3 太阳能资源，不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射源，而且也包括像所有矿物燃料能、水能、风能、海洋能、潮汐能等间接的太阳能资源，还应包括绿色植物的光合作用固定下来的能量，即生物能，严格地说，除了地热能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，这也称为“广义太阳能”，以便与仅指太阳辐射能的“狭义太阳能”相区别.(1)太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这种核反应释放出的能量就是太阳能的能源，其核反应方程是_______________________________；若ｍH =1.007 3 u ，ｍHe =4.002 6 u ，ｍe =0.000 55 u ，则该反应中的质量亏损是________________u ；如果1 u 相当于931.5 Me Ｖ的能量，由该反应中释放的能量是___________________Me Ｖ.由于核反应中的质量亏损，太阳的质量缓慢减少，与现在相比，在很久很久以前，地球转的周期___________________.(填“较长”“较短”“没有变化”)(2)利用光电转换可以将太阳能转化为电能.若地球附近某太空站上的太阳能电池接收板的面积是S ，光电转化效率为η.已知太阳辐射的总功率为P ，太阳辐射穿过太空的能量损失忽略不计，光速为c ，太阳光射到地球上经历的时间为t ，试求该太阳能电池能够输出的最大电功率.解析：(1)4H 11→He 42+2e 01+，核反应的质量亏损为Δｍ=4ｍH -ｍHe -2ｍe =4×1.007 3 u -4.002 6 u-2×0.000 55 u=0.025 5 u. 该核反应释放的能量为ΔE=0.025 5×931.5 Me Ｖ=23.75 Me Ｖ.在很久很久以前，太阳的质量比现在大，太阳和地球间的万有引力比现在的大，由F=m(T π2)2r ，可知很久很久以前，地球公转的周期较短.(2)以太阳为中心，日地间距离r 为半径做一个球面.其表面积S 球=4πr 2，r=ct.设接收板上获得的辐射功率为P′，当其正对太阳光时，获得功率最大，则P′/P=S/S 球联立求解可得P′=224t c PS π，太阳能电池能够输出的最大电功率为P m =ηP′=224t c PS πη. 答案：(1)4H 11→He 42+2e 01+ 0.0255 u 23.75 MeV 较短 (2)以太阳为中心，日地间距离r 为半径做一个球面.其表面积S 球=4πr 2，r=ct.设接收板上获得的辐射功率为P′，当其正对太阳光时，获得功率最大，则p′/p=S/S 球联立求解可得P′=224t c PS π. 太阳能电池能够输出的最大电功率为P m =ηP′=224tc PS πη. 巧解提示构建物理模型，将太阳辐射的能量看作照射到以太阳为中心，以日地之间距离为半径的球面上，太阳能接收板只是接收其中的一部分.例4 两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核(氦的同位素).已知氘核的质量ｍD =2.013 6 u ，氦核质量m He =3.015 u ，中子质量m n =1.008 7 u.(1)写出聚变方程并算出释放的核能；(2)若反应前两氘核的动能均为E kD =0.35 MeV ，它们正面对撞发生核聚变，且反应后释放的核能全部转变为动能，则反应产生的氦核和中子的动能各为多少？解析：根据题中给出的条件，可算出质量亏损，运用质能方程可求出，也可由1 u 相当的能量求出.把两个氘核作为一个系统，对撞过程中动量守恒.由于反应前两氘核动能相同，其动量等值反向，因此反应前后系统的总动量为零.对撞前后总能量也是守恒的.根据反应前后系统的总动量守恒、总能量守恒可求出氦核和中子的动能.(1)聚变的核反应方程为 2H 21→He 32+n 10.这个核反应中的质量亏损为：Δm =2m D -(m He +m n )=(2×2.013 6-3.015 0-1.008 7) u=0.003 5 u.释放的核能为ΔE=0.003 5×931.5 MeV=3.26 MeV.(2)把两个氘核作为一个系统，对撞过程中动量守恒.由于反应前两氘核动能相同，其动量等值反向，因此反应前后系统的总动量恒为零，即0=m He v He +m n v n ①又由于反应前后总能量守恒，故反应后氦核和中子的总动能为： 21m He v He 2+21m n v n 2=ΔE+2E kD ② 因为m He ∶m n =3∶1，所以氦核和中子的速率之比为：v H e /v n =1/3.把这两个关系式代入②式得ΔE+2E kD =4×21m He v He 2=4E kHe . 即(3.26 + 2×0.35)MeV=4E kHe .得氦核的动能和中子的动能分别为：E kHe =41(3.26+2×0.35)MeV=0.99 MeV， E kn =3E kHe =2.97 MeV.误区警示该题常犯错误在于运用能量守恒定律解题时没有将核反应过程中与原子核质量增减对应的能量吸收考虑进去，而认为作用后的总动能等于作用前的总动能.问题·探究思维发散探究问题1 聚变与裂变的区别有哪些？探究思路：可以从原理、放出能量的大小、废料处理、两种反应的可控制性等方面比较得出.1.原理不同重核的裂变是重核裂变成几个中等质量的原子核，放出能量，而聚变是几个轻核聚变(结合)成一个中等质量的原子核，放出巨大的能量.2.放出能量的大小不同重核裂变时，平均每个核子释放的能量约为1 MeV ，而轻核的聚变，平均每个核子释放出3 MeV 以上的能量，即聚变比裂变能放出更多的能量.3.废料处理难度不同裂变产生的废料处理起来比较困难，而热核反应的废料处理要简单得多.4.“燃料”的丰富程度不同热核反应所需要的“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.5.两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.我国可控热核反应的研究情况是：1984年9月，我国自行研制的可控热核反应实验装置“中国环流一号”顺利启动.1994年，具有国际先进水平的可控热核反应实验装置“HT7超导托卡马克”已安装调试成功，我国研究可控热核反应方面已经具有一定的实力.探究结论:观点一：原理不同观点二：放出能量的大小不同观点三：废料处理难度不同观点四：“燃料”的丰富程度不同观点五：两种反应的可控制性不同交流讨论探究问题2 为什么轻核聚变和重核裂变都会释放能量?探究过程:孙雷：可以从核子的平均结合能上看，如图19-7-1.图19-7-1 核平均结合能随质量数从图中可以看出，铁的平均结合能最大，也就是核子结合成铁或铁附近的原子核时，每个核子平均放出的能量大.因此可知两个比铁轻的原子核结合时，或比铁重的重核分裂时，都要放出能量.李扬：也可以根据核子的平均质量图分析，如图19-7-2.由图中可以看出，铁原子核子的平均质量最小，如果原子序数较大的A裂变成B或C，或者原子序数较小的D和E结合成F核，都会有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，都要放出能量.图19-7-2探究结论:从以下两个角度：核子的平均结合能，根据核子的平均质量都可以说明轻核聚变和重核裂变都会释放能量.2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（）A．13m/s B．3m/sC．5m/s D．11m/s2．一列简谐横波沿x轴传播，图（甲）是t=0时刻的波形图，图（乙）是x=1.0m处质点的振动图像，下列说法正确的是（）A．该波的波长为2.0m B．该波的周期为1sC．该波向x轴正方向传播D．该波的波速为2.0m/s3．对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”．人们假定，在N极上聚集着正磁荷，在S极上聚集着负磁荷．由此可以将磁现象与电现象类比，引入相似的概念，得出一系列相似的定律．例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等．在磁荷观点中磁场强度定义为：磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同．若用H表示磁场强度，F表示点磁荷所受磁场力，q m表示磁荷量，则下列关系式正确的是（）A．F=B．H=C．H=Fq m D．q m=HF4．如图，物体C放在水平面上，物体B放在C上，小球A和B之间通过跨过定滑轮的细线相连，若与物体B连接的悬线竖直、两滑轮间的线水平，且不计滑轮与细线的质量、滑轮轴上的摩擦、滑轮与线间的摩擦，把A拉到某位置（低于滑轮）由静止释放使A在竖直平面内摆动，在A摆动的过程中B、C始终不动，下列说法中正确的是（）A ．物体C 对B 的摩擦力方向有时有可能沿斜面向下B ．物体C 对B 的摩擦力有时可能为零C ．地面对C 的摩擦力有时不为零D ．物体C 对地面的压力有时可以等于B 、C 重力之和5．如图甲所示，线圈abcd 固定于分布均匀的磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里。

高三物理最新教案-第二十一章七、轻核的聚变精品

教学目标一、知识目标1、知道轻核的聚变反应．2、知道聚变反应的应用．3、了解基本粒子的种类．二、能力目标使学生对粒子物理研究对象及前景有所了解，培养学生对科学的兴趣以及探索精神．三、情感目标通过让学生了解我国在受控热核反应的研究上的新进展，加强对学生的爱国主义教育，启发他们树立为祖国现代化建设贡献力量的理想．教学建议关于基本粒子讲解的教学建议（1）教材分析分析：本节内容主要介绍基本粒子的种类，以及粒子物理研究的对象、目的和前景．（2）教法建议建议：学生自学，教师帮助找一些阅读材料（可以参考扩展资料中的部分内容）．关于氢核的聚变一节的教学建议教学中应注意说明，有些重核裂变中可释放能量，有些轻核聚变时可释放能量，但并非所有的核裂开就能释放能量，也不是任意的核聚在一起就能释放能量．可向学生说明，每个核子平均释放的能量在聚变反应中比在裂变反应中的大．例如：在的反应中只要有了氘核和适当的装置，使这两个反应能连续的进行，就可以从三个氘核的聚变中释放21.6MeV的能量，平均每个核子释放的能量约为裂变反应的4倍．所以，聚变反应比裂变反应更剧烈．但是聚变反应要求的条件更高，因为要使核发生聚变反应，必须使它们接近到 m，这就需要核有很大的动能，必须把他们加热到很高的温度．例题1：一个中子（质量为1.008665u）和一个质子（质量为1.007276u）结合成氘核（质量为2.013553u）的过程放出多少能量？答案：本题是一道比较简单的聚变反应题目，主要考察学生对质能方程的应用以及计算的准确性：首先计算得到衰变质量的大小，根据求出释放的能量为 eV例题2、在某些恒星内，三个粒子结合成一个 C核， C核的质量为12.0000u，粒子的质量为4.0026u．求此反应过程释放的能量．答案：7.26MeV扩展资料“质量亏损”的教学探讨核能是一种新的能源，它以经济、安全、污染小、藏量丰富而被世人注目，“核能的开发和利用”已成为人类的一个重大课题。

高中物理人教版选修1-2教案-裂变和聚变_教学设计_教案

教学准备1. 教学目标知识与技能1、常识性了解原子和原子核的组成。

2、常识性了解裂变、链式反应、聚变的大致情况和原子弹、氢弹的制造原理及核反应堆的作用过程与方法1.通过搜集信息、阅读资料、相互交流，判断核能与我们的生活的有关说法是否正确。

2.通过阅读学习相关知识，养成学生关注高新科学技术在生产和生活中的应用。

情感、态度与价值观1、养成学生的科学态度和探索精神。

2、启发学生树立为祖国现代化建设事业贡献力量的理想。

2. 教学重点/难点重点了解原子核裂变和链式反应，核聚变的原理及如何利用核能更多的给人类造福。

难点原子核裂变和链式反应，聚变的原理。

3. 教学用具4. 标签教学过程【图片展示】你知道日本广岛吗？1945年8月6日早晨8 时整，3 架 B-29 美机又从高空进入广岛上空。

这时很多广岛市民并未进入防空洞，而是在仰望美机。

在此以前，B-29 已连续数天飞临日本领空进行训练，但这一次的3 架飞机中，有一架已经装上了一颗5 吨重的名为“小男孩”原子弹。

此时正奉命来轰炸广岛，令日本广岛核爆中心方圆2公里内所有建筑物全部被夷为平地。

据日本有关部门统计，因广岛原子弹轰炸而死去的人已达22万多。

【过渡语】同学们观看刚才的图片时有什么样的感受？原子弹和氢弹为什么会具有这么大的威力呢？因为它们都利用了核能。

如何获得核能？核能还用哪些应用呢？学习了本节知识后就能知道答案。

（一）核能【自主学习】请同学们结合相关化学课上的原子结构的知识，回忆原子的结构并自主学习核能的获得途径。

【归纳讲述】原子结构：质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能又称原子能。

（二）裂变【过渡语】核武器的威力究竟有多大？它释放的巨大能量是从哪里来的？核电站是怎样利用核燃料发电的？请同学们阅读课本171页-172页裂变部分内容找到答案。

【提出问题】通过看书知道1 kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。

高三物理轻核的聚变

〓
裂变
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。
轻核的聚变:
2 1
2 1
2 1
H H He n
2 1 3 2 1 0
2 1 3 2 1 1
H H He H
H H He n
3 1 4 2 1 0
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:
2 1
H H He n
3 1 4 2 1 0
氘核的质量：mD＝2.014102u 氚核的质量：mT＝3.016050u 氦核的质量：mα＝4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u
m m D mT ( m mn ) 0.018884 u
E mc 0 .01884 931 .5 MeV E 17.59MeV
2
发生聚变的条件: 使原子核间的距离达到10-15m 实现的方法有: 1、用加速器加速原子核；
不经济
２、把原子核加热到很高的温度；
108～109K
聚变反应又叫热核反应
核聚变的利用——氢弹
弹体普通炸药铀235 外壳氘、氚、重氢化钾等引爆装置小型原子弹
三种炸药：
普通炸药爆炸裂变聚变
4 2 1 0
Ｕ235
氘、氚
2 1
H H He n
3 1
氢弹爆炸形成的磨姑云
二、可控热核反应——核聚变的利用
可控热核反应将为人类提供巨大的能源,和平利用聚变产生的核量是非常吸引人的重大课题，我国的可控核聚变装置“中国环流器1号”已取得不少研究成果.
热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。见教材P101

轻核的聚变 PPT课件课件人教版

热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。
1、热核反应释放的能量多。 2、热核反应产生的放射性物质易处理
3、热核反应所用的燃料——氚，在地球上储量丰富。
核聚变的利用——可控热核反应
现在的技术还不能控制热核反应。问题有：１、热核反应的的点火温度很高；２、如何约束聚变所需的燃料；
磁场约束
课堂小结
随堂巩固
例目前，我国已经建成秦山和大亚湾核电站并投入使用，核电站的核心设施是核反应堆，在核反应堆中，它是利用核反应的 C A．α衰变释放出核能 B．β衰变释放出核能 C．重核的裂变释放出核能 D．轻核的聚变释放出核能
例 1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”做出突出贡献的科技专家，下列核反应方程中，属研究两弹的 D 基本核反应方程是 ①147N+42He→178O+11H ②23592U+10n→9038Sr+13654Xe+1010n ③23892U→23490Th+42He ④21H+31H→42He+10n A．①② B．①③ C．②③ D．②④
解： (Pt)/η=KmU• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
ΔE= Δmc2=
2 (2 m 4 m m ) c N 1 3 2 4
8．（12分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势．在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．（ 1 ）核反应方程式： 23592U+n→14156Ba+9236Kr+aX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 235 U、141 Ba、92 Kr核的质量，m 、m 分别表示中子、质子的质 92 56 36 n p 量， c 为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE=___________．解： X为中子，a=3.

人教版高中物理选修1-2第七节轻核的聚变.docx

座号姓名高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第七节轻核的聚变 1．下列核反应方程中，表示核聚变的过程是：（）2．下列说法中正确的是：A ．聚变反应从外界吸收能量；B ．聚变反应向外界放出能量；C ．聚变反应可以无条件进行；D ．聚变反应必须使核之间距离接近10-15m 。

3．氢核（11H ）、中子（10n ）、氘核（21H ）的质量分别是m 1、m 2、m 3那么由氢核和中子结合成氘核时释放的核能为（）A ．m 3c 2B ．(m 1+m 2)c 2C ．(m 3-m 1-m 2)c 2D ．(m 1+m 2-m 3)c 24．热核反应是一种理想能源的原因是 ( )A ．就平均每一个核于来说，热核反应比重核裂变时释放的能量多B ．对环境的放射性污染较裂变轻，且较容易处理C ．热核反应的原料在地球上储量丰富D ．热核反应的速度容易控制5．1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委会在人民大会堂隆重表彰在研制“两弹一星‘中作出突出贡献的科技专家，下列核反应方程中属研究两弹的基本的核反应方程式是 ( )A ．B ．23592U+ 10n → 9038Sr+ 13654Xe +1010n C ． D ．21H+31H →42He+10n H O He N 1117842147+→+HeTh U 422349023892+→6．核反应有以下几种情况：一是衰变，二是人工转变，三是裂变，四是聚变，核反应可用方程来表示，叫核反应方程．完成下列核反应方程，井指明它是属于何种核反应：A ．属B ．属C ． 21H+31H →42He+（）属D ． 23592U+ 10n → 9038Sr+ 13654Xe +（）属7．重核的裂变和轻核的聚变是人类利用原子核能的两种主要方法，下面关于它们的说法中正确的是 ( )A ．裂变和聚变过程都有质量亏损B ．裂变和聚变过程质量都有所增加C ．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加D ．聚变过程有质量亏损，裂变过程质量有所增加8． 2个氘核可聚变成一个氚核，放出4MeV 的能量，写出核反应方程_____________当1kg 氘完全聚变为氚时放出的能量为___________．第七节轻核的聚变答案1．D2．BD3．C4．ABC5．BD6．A ．Th 23492 衰变 B ．42He 人工转变 C ．10n 聚变D ．210n 裂变 7．A8．H 21+H 21→31H +H 11 1×103MeV ()He U 4223892+→()n O Be 1012694+→+。