物理 重核的裂变和轻核的聚变PPT课件
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[新版本]《核裂变与核聚变》PPT教学课件-人教版物理
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(19~21点)、人定(21~23点)。
放能多少
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 难度
聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多
核裂变时可能分裂为两部分、三部分或四部分,但产生两部分的概率最大,A、
D错误,C正确;铀核裂变为中等质量的原子核时一定释放能量,B正确。
新知讲解
二、反应堆与核电站
核反应堆：人工控制链式反应的装置
吸收中子、控制反应速率
(浓缩铀) 核燃料
慢中子 (石墨、轻水、重水)
新知讲解
核能发电的基本原理
新知讲解
BC 1、(多选)关于裂变反应,下列说法正确的是( )
A.用中子轰击铀核发生裂变,其一定分裂为质量差不多的两部分
B.铀核裂变为中等质量的原子核一定释放能量
C.铀核发生裂变时可能分裂成两部分、三部分或四部分
D.所有重核用中子轰击均能发生裂变反应
解析：用中子轰击
235 92
U
和
239 94
Pu
等少数重核元素才能发生裂变反应,铀
方法: ①用加速器加速原子核 ②原子核加热到很高的温度108～109K
新知讲解
大阳是一个巨大的热 核反应堆
弹体
小 普通炸药 型
铀 235
原 子
外壳
弹
氘、氚、重
氢化钾等
引爆装置
氢弹结构示意图
释放核能
新知讲解
1、受控核聚 变
热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性
1）轻核聚变产能效率高
2）地球上聚变燃料的储量丰富
明实确际： 上“是中对流“”谁，主江沉解水浮中析”间的。巧：三妙句回铀大答意。棒是是：“还核记得燃吗？料当,年裂我们变一时同到可江心放游泳出，尽能管风量浪,巨故大，A连正行船确也很;镉困难棒，但吸我们收这中些人子以同的汹涌能的急力流拼很搏强为快,乐作。”用这里是以设调问句结尾，
放能多少
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 难度
聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多
核裂变时可能分裂为两部分、三部分或四部分,但产生两部分的概率最大,A、
D错误,C正确;铀核裂变为中等质量的原子核时一定释放能量,B正确。
新知讲解
二、反应堆与核电站
核反应堆：人工控制链式反应的装置
吸收中子、控制反应速率
(浓缩铀) 核燃料
慢中子 (石墨、轻水、重水)
新知讲解
核能发电的基本原理
新知讲解
BC 1、(多选)关于裂变反应,下列说法正确的是( )
A.用中子轰击铀核发生裂变,其一定分裂为质量差不多的两部分
B.铀核裂变为中等质量的原子核一定释放能量
C.铀核发生裂变时可能分裂成两部分、三部分或四部分
D.所有重核用中子轰击均能发生裂变反应
解析：用中子轰击
235 92
U
和
239 94
Pu
等少数重核元素才能发生裂变反应,铀
方法: ①用加速器加速原子核 ②原子核加热到很高的温度108～109K
新知讲解
大阳是一个巨大的热 核反应堆
弹体
小 普通炸药 型
铀 235
原 子
外壳
弹
氘、氚、重
氢化钾等
引爆装置
氢弹结构示意图
释放核能
新知讲解
1、受控核聚 变
热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性
1）轻核聚变产能效率高
2）地球上聚变燃料的储量丰富
明实确际： 上“是中对流“”谁，主江沉解水浮中析”间的。巧：三妙句回铀大答意。棒是是：“还核记得燃吗？料当,年裂我们变一时同到可江心放游泳出，尽能管风量浪,巨故大，A连正行船确也很;镉困难棒，但吸我们收这中些人子以同的汹涌能的急力流拼很搏强为快,乐作。”用这里是以设调问句结尾，
裂变和聚变.ppt
14
对核裂变的理解
【典例1】 关于重核的裂变，下列说法正确的是 ( )． A．核裂变时释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B．重核裂变时释放出大量的能量，产生明显的质量亏 损，所以核 子数减少 C．铀核自发放出α粒子、β粒子时要释放能量，核电 站利用的就 是这一能量 D．重核的比结合能小于中等质量核的比结合能，所以重核裂变成 中等质量核时，要放出核能，有质量亏损
15
解析 核电站利用的是裂变链式反应所放出的核能．原子核的衰变以 及人工核反应也要释放核能，但天然衰变进行得非常缓慢，放出的能 量也很小，且人工无法控制，实用价值不大，原子核的人工转变也放 出能量，但作为“炮弹”的粒子击中原子核的机会太少，这种做法得 不偿失．所以核能的获取主要是通过裂变或聚变的途径．比结合能是 核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量，或原子核拆解成单个 核子时每个核子平均吸收的能量．
16
重核的比结合能小于中等质量核的比结合能，即将重核分成核子时比 中等质量核分成核子时每个核子平均吸收的能量小些，可见由重核裂 变成两个中等质量的核要放出能量，选项D正确．铀核裂变放出的能 量是原子核的核能，而不是中子具有的动能，选项A错误．裂变过程 遵守质量数、电荷数守恒规律，B错误．衰变是自发的现象，铀核衰 变后的新核仍是重核，而核电站利用的是裂变核能，选项C错误． 答案 D
9
(2)23592U 裂变的产物及核反应方程： 23592U 裂变为锶9358Sr 和氙13954Xe，核反应方程： 10n＋23592U→9358Sr＋13954Xe＋210n. 23592U 裂变为钡14156Ba 和氪9326Kr，核反应方程： 10n＋23592U→14156Ba＋9326Kr＋310n. (3)23592U 裂变释放的能量是巨大的，裂变反应中每个核子释 放的能量约 1 MeV. (4)在不同的裂变反应中，23592U 释放的能量也不同．
对核裂变的理解
【典例1】 关于重核的裂变，下列说法正确的是 ( )． A．核裂变时释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B．重核裂变时释放出大量的能量，产生明显的质量亏 损，所以核 子数减少 C．铀核自发放出α粒子、β粒子时要释放能量，核电 站利用的就 是这一能量 D．重核的比结合能小于中等质量核的比结合能，所以重核裂变成 中等质量核时，要放出核能，有质量亏损
15
解析 核电站利用的是裂变链式反应所放出的核能．原子核的衰变以 及人工核反应也要释放核能，但天然衰变进行得非常缓慢，放出的能 量也很小，且人工无法控制，实用价值不大，原子核的人工转变也放 出能量，但作为“炮弹”的粒子击中原子核的机会太少，这种做法得 不偿失．所以核能的获取主要是通过裂变或聚变的途径．比结合能是 核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量，或原子核拆解成单个 核子时每个核子平均吸收的能量．
16
重核的比结合能小于中等质量核的比结合能，即将重核分成核子时比 中等质量核分成核子时每个核子平均吸收的能量小些，可见由重核裂 变成两个中等质量的核要放出能量，选项D正确．铀核裂变放出的能 量是原子核的核能，而不是中子具有的动能，选项A错误．裂变过程 遵守质量数、电荷数守恒规律，B错误．衰变是自发的现象，铀核衰 变后的新核仍是重核，而核电站利用的是裂变核能，选项C错误． 答案 D
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(2)23592U 裂变的产物及核反应方程： 23592U 裂变为锶9358Sr 和氙13954Xe，核反应方程： 10n＋23592U→9358Sr＋13954Xe＋210n. 23592U 裂变为钡14156Ba 和氪9326Kr，核反应方程： 10n＋23592U→14156Ba＋9326Kr＋310n. (3)23592U 裂变释放的能量是巨大的，裂变反应中每个核子释 放的能量约 1 MeV. (4)在不同的裂变反应中，23592U 释放的能量也不同．
核裂变课件PPT
核裂变能源的优缺点
核裂变能源的优点
高效能源来源
核裂变能是一种高效的能源来源，其 产生的能量远大于传统的化石燃料。
减少温室气体排放
相比于燃烧化石燃料，核裂变能减少 了二氧化碳等温室气体的排放，有助 于减缓全球气候变化。
可替代传统能源
核裂变能可以作为传统能源的替代品 ，特别是在化石燃料资源日益枯竭的 背景下。
提供稳定能源供应
核裂变能发电站运行稳定，不受天气 、季节等因素影响，可以提供稳定的 能源供应。
核裂变能源的缺点
放射性废料处理
潜在的核安全问题
核裂变会产生放射性废料，处理和存储这 些废料需要特别的技术和设施，存在一定 的安全和环境风险。
核裂变能发电站存在潜在的核安全问题， 如核事故、核泄漏等，可能对环境和人类 健康造成严重危害。
国际合作与政策问题
核裂变能的国际合作和政策问题也是当前关注的焦点，需要加强国 际合作和政策协调，推动核裂变能的可持续发展。
CHAPTER 04
核裂变技术的应用
核裂变在能源领域的应用
01
02
03
核能发电
核裂变产生的能量可以用 于发电，相比传统的火力 发电更为高效且环保。
核能供热
利用核裂变产生的热量可 以为城市或工业区提供集 中供热，减少对化石燃料 的依赖。
反应堆容器
用于容纳核燃料和冷却剂，维 持反应堆的完整性和密封性。
冷却剂
用于将反应堆产生的热量带走 ，保持反应堆的正常运行温度 。
安全保护系统
用于在紧急情况下快速停堆， 防止事故发生或减轻事故后果 。
核裂变反应堆的工作原理
01
02
03
04
核燃料在反应堆中受到中子轰 击，发生核裂变反应，释放出
核裂变能源的优点
高效能源来源
核裂变能是一种高效的能源来源，其 产生的能量远大于传统的化石燃料。
减少温室气体排放
相比于燃烧化石燃料，核裂变能减少 了二氧化碳等温室气体的排放，有助 于减缓全球气候变化。
可替代传统能源
核裂变能可以作为传统能源的替代品 ，特别是在化石燃料资源日益枯竭的 背景下。
提供稳定能源供应
核裂变能发电站运行稳定，不受天气 、季节等因素影响，可以提供稳定的 能源供应。
核裂变能源的缺点
放射性废料处理
潜在的核安全问题
核裂变会产生放射性废料，处理和存储这 些废料需要特别的技术和设施，存在一定 的安全和环境风险。
核裂变能发电站存在潜在的核安全问题， 如核事故、核泄漏等，可能对环境和人类 健康造成严重危害。
国际合作与政策问题
核裂变能的国际合作和政策问题也是当前关注的焦点，需要加强国 际合作和政策协调，推动核裂变能的可持续发展。
CHAPTER 04
核裂变技术的应用
核裂变在能源领域的应用
01
02
03
核能发电
核裂变产生的能量可以用 于发电，相比传统的火力 发电更为高效且环保。
核能供热
利用核裂变产生的热量可 以为城市或工业区提供集 中供热，减少对化石燃料 的依赖。
反应堆容器
用于容纳核燃料和冷却剂，维 持反应堆的完整性和密封性。
冷却剂
用于将反应堆产生的热量带走 ，保持反应堆的正常运行温度 。
安全保护系统
用于在紧急情况下快速停堆， 防止事故发生或减轻事故后果 。
核裂变反应堆的工作原理
01
02
03
04
核燃料在反应堆中受到中子轰 击，发生核裂变反应，释放出
(浙江专版)新教材高中物理第5章原子核4核裂变与核聚变课件
为 +n
Kr+
Ba+
n,选项 A 正确;原子核的半衰期由
核内部自身因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关,选
项B
错误;
Th
经过 1 次 β 衰变可变成 Pa,选项 C 错误;重核
裂变的过程中释放能量,所以重核分裂成中等大小的核,核子的比
(1)核子受激发:当中子进入铀235后,便形成了处于激发状态
的复核,复核中由于核子的激烈运动,使核变成不规则的形状。
(2)核子分裂:核子间的距离增大,因而核力迅速减弱,使得原子
核由于质子间的斥力作用而分裂成几块,同时放出2或3个中
子,这些中子又引起其他铀核裂变,这样,裂变就会不断地进行
下去,释放出越来越多的核能。
提示: (1)
+n
Ba+
Kr+
n。
(2)不是。
(3)有中子轰击铀块,铀块的体积大于临界体积,这样就可以产
生链式反应。
典例剖析
钍基熔盐堆核能系统是第四代核能系统之一,其中钍基核燃
料铀由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次β衰变而来。
铀的一种典型裂变产物是钡和氪。以下说法正确的是( A )
( √ )
(3)中子的速度越快,越容易发生铀核裂变。( × )
(4)核反应堆是通过调节中子数目以控制反应速度。( √ )
(5)铀核裂变的产物是钡和氪,且固定不变,同时放出三个中子。
( × )
二、反应堆与核电站
1.反应堆的构造和用途。
(1)铀棒的用途:核燃料。
(2)慢化剂:石墨、 重水 和普通水(也叫轻水)。
核裂变与核聚变课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册
▪ 2. 1 g 铀 235 全部裂变后所释放的能量是多少?(每个铀 235 核裂变可释放 200 MeV 能量,铀235 的摩尔质量是 235 g/mol)
▪ 3. 简述核聚变发生的条件。
▪ 4. 有人认为,原子核内核子距离很近,因此万有引力非常大,所以原子核非常 稳定。请简要评价这一观点。
5.4 核裂变与核聚变
1. 核裂变的发现
核裂变的发现
▪ 核裂变是在1938年被时任德国柏林威廉皇家化学研究所主任的德国化学家 奥托-哈恩与合作者弗里茨-斯特拉斯曼最先确认的。
▪ 在此之前，由于意识到中子不带电荷而较容易越过核势垒与核发生作用， 有些物理学家开始了中子轰击原子核的实验研究。
▪ 意大利物理学家恩 里科・费米在1934年曾发表过用中子轰击铀核并得到一 种半衰期为13 min的放射性产物。
也可以用天然铀。 ▪ 中子减速剂主要是轻水或重水、固态石墨或液态金属，其中重水同时起冷却的作用。 ▪ 链式反应速度（及中子增值速度）的控制是依靠控制棒实现的，控制棒用硼或镉制成，它们
对快中子有很大的吸收截面，通过插入或拔出控制棒来改变反应堆中中子的增值速度。 ▪ 为防止中子的外泄，将堆芯用中子反射层包围起来，中子反射层多用石墨制成。反应中产生
作用的库仑斥力，使原子核之间的距离达到核力能发生作用的范围。要使 大量的轻核具有足够大的动能，意味着需要将它们加热到很高的温度，因 此这类聚变反应又称为热核反应。 ▪ 典型的核聚变：
▪ 氢弹就是利用核聚变的原理制造的。
▪ 两弹元勋，指为氢弹和原子弹的研究做出突出 贡献的人。主要人物有邓稼先、钱三强、赵九 章、钱学森、孙家栋等人。
▪ 1938年，法国的约里奥•居里用中子轰击铀，得到了一种半衰期为3.5 h的 放射性产物。
▪ 3. 简述核聚变发生的条件。
▪ 4. 有人认为,原子核内核子距离很近,因此万有引力非常大,所以原子核非常 稳定。请简要评价这一观点。
5.4 核裂变与核聚变
1. 核裂变的发现
核裂变的发现
▪ 核裂变是在1938年被时任德国柏林威廉皇家化学研究所主任的德国化学家 奥托-哈恩与合作者弗里茨-斯特拉斯曼最先确认的。
▪ 在此之前，由于意识到中子不带电荷而较容易越过核势垒与核发生作用， 有些物理学家开始了中子轰击原子核的实验研究。
▪ 意大利物理学家恩 里科・费米在1934年曾发表过用中子轰击铀核并得到一 种半衰期为13 min的放射性产物。
也可以用天然铀。 ▪ 中子减速剂主要是轻水或重水、固态石墨或液态金属，其中重水同时起冷却的作用。 ▪ 链式反应速度（及中子增值速度）的控制是依靠控制棒实现的，控制棒用硼或镉制成，它们
对快中子有很大的吸收截面，通过插入或拔出控制棒来改变反应堆中中子的增值速度。 ▪ 为防止中子的外泄，将堆芯用中子反射层包围起来，中子反射层多用石墨制成。反应中产生
作用的库仑斥力，使原子核之间的距离达到核力能发生作用的范围。要使 大量的轻核具有足够大的动能，意味着需要将它们加热到很高的温度，因 此这类聚变反应又称为热核反应。 ▪ 典型的核聚变：
▪ 氢弹就是利用核聚变的原理制造的。
▪ 两弹元勋，指为氢弹和原子弹的研究做出突出 贡献的人。主要人物有邓稼先、钱三强、赵九 章、钱学森、孙家栋等人。
▪ 1938年，法国的约里奥•居里用中子轰击铀，得到了一种半衰期为3.5 h的 放射性产物。
核裂变ppt课件
ΔE = Δmc2 = 0.01884 ×931.5MeV
= 17.59MeV
20
计算表明，这个核反应释放的能量是 17.6MeV 。这个量值虽然比一个铀核裂变产生的 能量（201MeV）少，但平均每个核子产生的能量
17.6 = 3.52MeV 2+3
是铀裂变（
201 235 + 1
=
0.852MeV）的约4倍。
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。为了解决这个难题，科学家 设想了两种方案：1.磁约束 2.惯性约束
磁约束
带电粒子运动时在均匀磁场中会洛伦兹力的 作用而不飞散，因此有可能利用磁场来约束参 加反应的物质。
7
使裂变物资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。
8
（2）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。
素的 元 种 35
200 多种 同 位素
爆 炸
发生链式反应
9
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．
控制棒：镉棒，用于吸收中子， 控制核反应的快慢。
解决能源危机根本途径——核能。 可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。 核聚变资源可使用几亿年。
16
17
核子平 均质量
D E
合成
F
O
Fe
原子序数
18
一、核聚变
1 、 轻核的聚变
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。 这种核反应叫做聚变。
人教版选修3-5
第十九章 原子核
第六节 核裂变
1
核反应
【课件】核裂变与核聚变+课件高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册
每升水中就含有 0.03 g 氘，地球上有 138.6 亿亿立方米的水，大约 有 40 万亿吨氘。氚可以利用锂来制取，地球上锂储量有2000 亿吨 （3）轻核聚变更为安全、清洁。
高温不能维持反应就能自动终止，聚变产生的氦是没有放射性的。废 物主要是泄露的氘，高速中子，质子与其他物质反应生成的发射性物质， 比裂变反应堆生成的废物数量少，容易处理
原子弹
1964年10月16日中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
练习、华能石岛湾高温气冷堆核电站是我国自主研发的世界首座
具有第四代核电特征的核电站。核反应堆是核电站的心脏，它是通
过可控链式核裂变反应来实现核能利用的。一个
U 235
92
原子核在中
子的轰击下发生裂变反应，其裂变方程为，29325U
01 n
5、链式反应 （1）定义：重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去 的过程叫链式反应。
（2）链式反应的条件： ①要有足够浓度的铀235 ②要有足够数量的慢中子 ③铀块体积大于或等于临界体积体积或裂变物质的质量大于临界质量
6、裂变反应的能量 一个铀235核裂变时释放的能量如果按200MeV估算，1kg铀235全
7、实现核聚变的方法
（1）难点：地球上没有任何容器能够经受热核反应的高温。 （2）方案：科学家设想了两种方案，即磁约束和惯性约束。
（1）磁约束：带电粒子运动时在均匀
磁场中会在洛伦兹力的作用而不飞散，
利用磁场约束参加反应的物质，目前 最好的一种磁约束装置是环流器。
托卡马克（环流器）磁约束装置
（2）惯性约束：聚变物质因自身的惯 性，在极短时间内来不及扩散就完成了 核反应，在惯性约束下，用激光从各个
部发生的核聚变反应，为人类提供源源不断的清洁能源。其内部发生的
高温不能维持反应就能自动终止，聚变产生的氦是没有放射性的。废 物主要是泄露的氘，高速中子，质子与其他物质反应生成的发射性物质， 比裂变反应堆生成的废物数量少，容易处理
原子弹
1964年10月16日中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
练习、华能石岛湾高温气冷堆核电站是我国自主研发的世界首座
具有第四代核电特征的核电站。核反应堆是核电站的心脏，它是通
过可控链式核裂变反应来实现核能利用的。一个
U 235
92
原子核在中
子的轰击下发生裂变反应，其裂变方程为，29325U
01 n
5、链式反应 （1）定义：重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去 的过程叫链式反应。
（2）链式反应的条件： ①要有足够浓度的铀235 ②要有足够数量的慢中子 ③铀块体积大于或等于临界体积体积或裂变物质的质量大于临界质量
6、裂变反应的能量 一个铀235核裂变时释放的能量如果按200MeV估算，1kg铀235全
7、实现核聚变的方法
（1）难点：地球上没有任何容器能够经受热核反应的高温。 （2）方案：科学家设想了两种方案，即磁约束和惯性约束。
（1）磁约束：带电粒子运动时在均匀
磁场中会在洛伦兹力的作用而不飞散，
利用磁场约束参加反应的物质，目前 最好的一种磁约束装置是环流器。
托卡马克（环流器）磁约束装置
（2）惯性约束：聚变物质因自身的惯 性，在极短时间内来不及扩散就完成了 核反应，在惯性约束下，用激光从各个
部发生的核聚变反应，为人类提供源源不断的清洁能源。其内部发生的
核裂变与核聚变(共17张PPT)
复习: 1、完成下列的核反应方程式：
U 235
92
10
n
138 56
Ba
95 36
Kr
(
310 n
)
2 1
H
12
H
10
n(
3 2
He
)
226 88
Ra
222 86
Rn (
4 2
He
)
2、核反应遵循的基本规律： 质量数和电荷数都守恒
3、核反应的能量来源分析：
爱因斯坦的相对论指出,物体的能量荷质量 之间存在着密切的联系.
17.6 = 3.52MeV却是铀裂变（
23
201 235 1 = 0.852MeV）的约4倍。
1、轻核聚变的条件：
核子要距 离十分近
加热 高温
几百万度 高温
热核反应
条件、应用
➢使轻核发生聚变，必须使它们的距离十分接近，达 到10-15m的距离。 ➢为了克服巨大的库仑力，需要使原子核有极大的动 能。 ➢一般的办法是把它们加热到很高的温度。通常需要 几百万度以上的高温。
4、质能方程： ΔE＝Δmc2
一.利用核能的途径
要质量有亏损，是利用核能的先决条件。 核反应前物质的核子数和反应后的核子数相等。
要实现“反应后的质量＜反应前的质量”，如果 我们引进“核子平均质量”，则核反应前核子平均 质量比反应后的核子平均质量较大。
1938年，德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼发现用
原子弹： 不可控的核反应
原子弹爆炸时的蘑菇云 “小男孩”（前）和“胖子”
三、轻核聚变
某些轻核结合成质量较大的核的核反应过 程，同时放出大量的核能。
例：
3 1
H
U 235
92
10
n
138 56
Ba
95 36
Kr
(
310 n
)
2 1
H
12
H
10
n(
3 2
He
)
226 88
Ra
222 86
Rn (
4 2
He
)
2、核反应遵循的基本规律： 质量数和电荷数都守恒
3、核反应的能量来源分析：
爱因斯坦的相对论指出,物体的能量荷质量 之间存在着密切的联系.
17.6 = 3.52MeV却是铀裂变（
23
201 235 1 = 0.852MeV）的约4倍。
1、轻核聚变的条件：
核子要距 离十分近
加热 高温
几百万度 高温
热核反应
条件、应用
➢使轻核发生聚变，必须使它们的距离十分接近，达 到10-15m的距离。 ➢为了克服巨大的库仑力，需要使原子核有极大的动 能。 ➢一般的办法是把它们加热到很高的温度。通常需要 几百万度以上的高温。
4、质能方程： ΔE＝Δmc2
一.利用核能的途径
要质量有亏损，是利用核能的先决条件。 核反应前物质的核子数和反应后的核子数相等。
要实现“反应后的质量＜反应前的质量”，如果 我们引进“核子平均质量”，则核反应前核子平均 质量比反应后的核子平均质量较大。
1938年，德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼发现用
原子弹： 不可控的核反应
原子弹爆炸时的蘑菇云 “小男孩”（前）和“胖子”
三、轻核聚变
某些轻核结合成质量较大的核的核反应过 程，同时放出大量的核能。
例：
3 1
H
《重核裂变与轻核聚变》参考课件
核的质量为3.0150u。求：
3 He 2
（1）写出两个氘核聚变成
的核反应方程式
（2）计算上述核反应中释放的核能。
【分析】算出核反应中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方 程即可求出反应释放的核能。 解答： （1）
2 1
H H He n
2 1 3 2 1 0
（2）由题给条件可求得质量亏损为：
Δm=2.0136×2－(3.0150+1.0087)=0.0035u ∴释放的核能为 ΔE=Δmc2=931.5×0.0035=3.26MeV
例：
3 1
H H He n 17.6MeV
2 1 4 2 1 0
1、轻核聚变的条件： 核子要距 离十分近
加热 高温
几百万 度高温 热核反应
计算表明，这个核反应释放的能量是17.6MeV 。 这个量值虽然比一个铀核裂变产生的能量 （201MeV）少，但平均每个核子产生的能量
17.6 = 3.52MeV却是铀裂变（ 23
4p
2 e +2 +
ΔE= mc2 =(4m p– m - 2me )c 2 代入数字，经计算得到
ΔE=3.95×10-12 J
4.裂变反应是目前利用中常用的反应，以原子核
2000年高考试题
235 92
U
为燃料的反应获一个慢中子后发生的
裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为
92 235.0439 1.0087 93.9154 138.9178 反应方程下方的数字为中子及有关原子的静止质量（以
94 Sr + 139Xe+ 3 1 n + 01 n→ 38 54 0
原子质量单位u为单位）。已知1u 的质量对应的能量为
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
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
《重核裂变与轻核聚变》参考课件
要点二
轻核聚变
由于聚变能发电的原理不同于裂变能发电，其安全性相对 较高。然而，随着技术的进步和商业化应用的推进，聚变 能发电的安全标准和监管要求也将不断提高。
THANKS.
核武器制造
核武器制造
利用重核裂变或轻核聚变产生的高能 中子或高能粒子，通过一系列复杂的 物理和化学反应，制造出具有强大杀 伤力的核武器。
核武器制造的挑战
核武器制造涉及高度机密和高度危险 的技术，需要严格控制和监管，防止 核武器扩散和滥用。
核医学应用
核医学应用
利用放射性同位素产生的 射线，进行医学诊断和治 疗。
轻核聚变
尽管聚变能发电的商业化还需时日，但随着研究的深入和技术的成熟，其发电成本有望 逐渐接近甚至低于裂变能发电。此外，聚变能发电的零排放特性将有助于减少环境成本
。
安全性发展趋势
要点一
重核裂变
未来重核裂变技术的发展将更加注重提高反应堆的安全性 和可靠性。新型反应堆设计将采用更先进的安全系统和技 术，降低事故风险并加强应急响应能力。
核医学应用的优势
核医学应用具有无创、无 痛、无副作用的特点，能 够为医学诊断和治疗提供 重要的技术支持。
核医学应用的挑战
核医学应用需要严格控制 放射性物质的剂量和使用 范围，防止对病人和医务 人员造成伤害。
重核裂变与轻核聚
05
变的挑战与前景
技术挑战与解决方案
技术挑战
重核裂变和轻核聚变技术目前仍处于研究和开发阶段，面临着许多技术挑战，如实现高效能量转换、控制反应过 程、处理核废料等。
解决方案
为了确保安全性，需要采取一系列措施，如 加强监管、提高设备可靠性和应急响应能力 等。同时，科学家们也在研究新的反应堆设 计和控制技术，以降低安全风险。
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
核能(共20张PPT)
第22章 能源与可持续发展
• 第二节 核能
复习 • 1.第一次能源革命：钻木取火 • 2.第二次能源革命： 蒸汽机的发明 • 3.第三次能源革命： 核能的利用
4.煤、石油、天然气、风能、水能、核能、 地热能、电能、太阳能、生物质能等
煤、石油、 • 其中.属于化石能源的有： 天然气 • 属于二次能源是：电能
新课
质子、中子依靠强大的 核力紧密地结合在一起
一、核能的定义： 原子核发生分裂或聚合时，能释放 出惊人的能量，这就是核能。
二、重核的裂变
1.什么叫裂变 用中子轰击比较大的原子核，使原子 核分裂成两个中等大小的原子核，同 时释放出巨大的能量。这种现象叫裂 变。
2.链式反应
铀核裂变的时候要放出一些中子，这些 中子又可引起其它的铀235核裂变，就可使 裂变反应不断进行下去，这种反应叫做链式 反应。链式反应是可以控制的。
• 胖子 1945年日本 广岛被炸成
原子弹爆炸时产生的蘑菇云
• 我国用了短 短4年时间 完成了原子 弹的研制工 作，并于 1964年10月 16日成功地 爆炸了第一 颗原子弹.
三、轻核的聚变： 1.什么聚变
轻核结合成质量较大的核的过程叫核 的聚变。
2.发生的条件：
超高温，也叫热核反应。
大量氢核聚变可以释放出更多的惊人的能量
原子弹爆炸视频
练一练
1.原子由： 原子核和 核外电子组成。
原子核由： 质子 和
2.核反应
中子 组成。
核电站：可控制的裂变 裂变： 聚变： 氢弹（不可控制的聚变）
原子弹：不可控制的裂变
3.核电站的核心设备是： 反应堆 。
是利用 可控链式反应 释放出能量发电。
1千克的铀全部裂变释放出的能量超过 2000吨的煤完全燃烧释放的能量。
• 第二节 核能
复习 • 1.第一次能源革命：钻木取火 • 2.第二次能源革命： 蒸汽机的发明 • 3.第三次能源革命： 核能的利用
4.煤、石油、天然气、风能、水能、核能、 地热能、电能、太阳能、生物质能等
煤、石油、 • 其中.属于化石能源的有： 天然气 • 属于二次能源是：电能
新课
质子、中子依靠强大的 核力紧密地结合在一起
一、核能的定义： 原子核发生分裂或聚合时，能释放 出惊人的能量，这就是核能。
二、重核的裂变
1.什么叫裂变 用中子轰击比较大的原子核，使原子 核分裂成两个中等大小的原子核，同 时释放出巨大的能量。这种现象叫裂 变。
2.链式反应
铀核裂变的时候要放出一些中子，这些 中子又可引起其它的铀235核裂变，就可使 裂变反应不断进行下去，这种反应叫做链式 反应。链式反应是可以控制的。
• 胖子 1945年日本 广岛被炸成
原子弹爆炸时产生的蘑菇云
• 我国用了短 短4年时间 完成了原子 弹的研制工 作，并于 1964年10月 16日成功地 爆炸了第一 颗原子弹.
三、轻核的聚变： 1.什么聚变
轻核结合成质量较大的核的过程叫核 的聚变。
2.发生的条件：
超高温，也叫热核反应。
大量氢核聚变可以释放出更多的惊人的能量
原子弹爆炸视频
练一练
1.原子由： 原子核和 核外电子组成。
原子核由： 质子 和
2.核反应
中子 组成。
核电站：可控制的裂变 裂变： 聚变： 氢弹（不可控制的聚变）
原子弹：不可控制的裂变
3.核电站的核心设备是： 反应堆 。
是利用 可控链式反应 释放出能量发电。
1千克的铀全部裂变释放出的能量超过 2000吨的煤完全燃烧释放的能量。
重核裂变与轻核聚变ppt课件
谢谢您的聆听
THANKS
环境污染与气候变化
传统能源的大量使用导致严重的环境 污染和气候变化问题，迫切需要寻找 清洁、高效的能源解决方案。
重核裂变在能源领域的应用
核裂变反应堆
利用重核裂变反应产生大量热能， 通过热交换器将热能转化为电能，
实现核能发电。
核燃料循环
包括铀矿开采、铀浓缩、燃料元件 制造、反应堆运行和乏燃料处理等 环节，构成完整的核燃料循环体系。
轻核聚变研究
系统研究了轻核聚变的反应条件、 反应过程以及能量输出等，揭示 了轻核聚变在能源领域的巨大潜 力，为可控核聚变技术的发展奠 定了基础。
裂变与聚变比较
对比分析了重核裂变和轻核聚变 的优缺点，探讨了二者在能源利 用、环境保护等方面的差异，为 核能技术的选择提供了参考。
未来展望
深入研究重核裂变与轻核聚变的反应机制
放射性药物研发
重核裂变产生的放射性同 位素可用于研发放射性药 物，这些药物可用于治疗 癌症等疾病。
辐射防护和治疗
重核裂变产生的辐射可用 于辐射防护和治疗，如利 用辐射杀死癌细胞等。
轻核聚变在医学领域的应用
中子源
01
轻核聚变产生的中子可用作中子源，用于中子俘获治疗、中子
活化分析等医学应用。
放射性同位素生产
轻核聚变应用
未来能源解决方案之一。通过模拟太阳内部的聚变反应，实现清洁能源的生产和利 用。如热核聚变反应堆等。
04
重核裂变与轻核聚变在能源领域的应用
能源领域现状
能源需求持续增长
随着全球人口增长和经济发展，能源 需求不断攀升，对传统能源和可再生 能源的需求均呈现上升趋势。
能源转型与技术创新
全球范围内正在经历能源转型，发展 可再生能源和低碳技术，以应对能源 和环境挑战。
高中物理人教选修12课件：3.4 裂变和聚变
1.一种典型的铀核裂变反应:
235
92
92
1
U+10 n→141
56 Ba+36 Kr + 30 n。
2.原子弹内部的链式反应是不可控制的,核电站中的反应堆里的
链式反应是在人工控制下进行的。链式反应过程中都能释放出巨
大的核能。
-6-
四、裂变和聚变
一
二
M 目标导航 Z 知识梳理 Z 重难聚焦
UBIAODAOHANG
D典例透析 S随堂演练
IANLI TOUXI
UITANGYANLIAN
类型二
类型一
计算核裂变中释放的核能
【例题 1】 用中子轰击铀核(
其中的一个可能反应是分裂成钡(
235
92 U),
141
92
56 Ba)和氪( 36 Kr)两部分,
1
141
235
放出3 个中子。分别用 m 1、m 2、m 3、m 4 表示 92 U、0 n、56 Ba 和
IANLI TOUXI
UITANGYANLIAN
类型二
触类旁通两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核,已知氘核质量
mD=2.013 6 u,氦核质量 mHe=3.015 0 u,中子质量 mn=1.008 7 u。计算
释放出的能量(1 u=1.660 5×10-27 kg)。
2
解析:(1)核反应方程为 1 H+12 H→10 n+32 He
UBIAODAOHANG
HISHI SHULI
HONGNAN JVJIAO
D典例透析 S随堂演练
IANLI TOUXI
UITANGYANLIAN
类型二
触类旁通完成如下核裂变反应方程
235
92
92
1
U+10 n→141
56 Ba+36 Kr + 30 n。
2.原子弹内部的链式反应是不可控制的,核电站中的反应堆里的
链式反应是在人工控制下进行的。链式反应过程中都能释放出巨
大的核能。
-6-
四、裂变和聚变
一
二
M 目标导航 Z 知识梳理 Z 重难聚焦
UBIAODAOHANG
D典例透析 S随堂演练
IANLI TOUXI
UITANGYANLIAN
类型二
类型一
计算核裂变中释放的核能
【例题 1】 用中子轰击铀核(
其中的一个可能反应是分裂成钡(
235
92 U),
141
92
56 Ba)和氪( 36 Kr)两部分,
1
141
235
放出3 个中子。分别用 m 1、m 2、m 3、m 4 表示 92 U、0 n、56 Ba 和
IANLI TOUXI
UITANGYANLIAN
类型二
触类旁通两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核,已知氘核质量
mD=2.013 6 u,氦核质量 mHe=3.015 0 u,中子质量 mn=1.008 7 u。计算
释放出的能量(1 u=1.660 5×10-27 kg)。
2
解析:(1)核反应方程为 1 H+12 H→10 n+32 He
UBIAODAOHANG
HISHI SHULI
HONGNAN JVJIAO
D典例透析 S随堂演练
IANLI TOUXI
UITANGYANLIAN
类型二
触类旁通完成如下核裂变反应方程
高二物理课件：轻核的聚变
235 92
U
10
n
139 54
Xe
95 38
Sr
210 n
在上述核反应中，裂变后的总质量小 于裂变前的总质量，质量亏损：
Δm=0.357X10 －2k7g,释放能量△E=△m·c 2
＝201MeV（每个核子释放约1MeV能量）
重核裂变
反应的特点： 利用一个中子轰击一个轴核，使
3 1
H
氢弹的原理
由于 31H不太容易获得，而且不能储藏很久， 所以，有些氢弹用 Li来63提供，其反应式为:
6 3
Li
10
n 13
H
4 2
He 4.8MeV
这就是制造轻弹的基本原理。
氢弹的原理
使轻核发生聚变，必须使核子间的距离 很接近，达到10－1m5 ，由于原子核都带正电， 使他们接近到这个程度很困难。
轴核发生裂变，在反应中还放出2个中 子，中子对未反应的轴核再进行轰击， 从而使核反应出现连锁反应，使在短 时间内出现积累效应。所以裂变 反应也叫链式反应。重核裂变
重核裂变
临界体积（临界质量） 原子弹 原子反应堆（图19-10）
轻核聚变
轻的原子核聚变成较重的核反应叫做轻核 聚变。
利用超高温（几百万度），使质量较轻的 核发生热核聚变反应，也叫热核反应？
解决办法是，用加热法提高核子的动能， 增加核子间的接触。氢弹是用原子弹爆炸 后产生高热来解决这个问题。
热核反应一旦发生，靠自身的热就可以 使反应进行下去。
轻核聚变的利用
太阳和恒星的聚变反应。 氢弹。 热核反应的可控——能源开发。
如果可控热核反应得以实现，能源危 机将不复存在。
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体危害
26
核能----解决能源危机的根本途径
核发电量占总发电比例最多的10个国家是：
法国 75%
立陶宛 73.1%
比利时 57.7%
保加利亚 47.1%
斯洛伐克 47%
瑞典 46.8% 乌克兰 43.8%
世界核能发电占全部电量1/4
韩国 36.4%
27
核电站－－－－秦山核电站
（１）核爆炸瞬时效应防护。
利用工事进行掩蔽
在开阔地面上的人员，当发现核爆闪光时，立即背 向爆心卧倒，可减轻伤害。
（２）放射性沾染防护。
避开在沾染区或高照射量率的地区行动
及时穿戴个人防护器材，防止人体受沾染
人员通过沾染区时尽量乘坐车辆，在沾染区作业时要尽 量缩短时间
进入沾染区执行任务的人员，可服用抗辐射药，以减少
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．”
16
原子弹
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 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人，占全市37% ．
1
2.(双选)由下图可得出结论( )
A.质子和中子的质量之和大于氘核的质量 B.质子和中子的质量之和等于氘核的质量 C.氘核分解为质子和中子时要吸收能量 D.质子和中子结合成氘核时要吸收能量 解析:选 AC.氘核吸收了 γ 光子后,能量增加分裂成了一个中子和一 个质子,故 C 项对,D 项错;根据能量守恒和爱因斯坦的质能方程可知, 能量增加对应的质量也增加,故质子和中子的质量之和大于氘核的 质量,A 项对 B 项错.
1.氦原子核由两个质子与两个中子组成,这两个质子之间存在着万 有引力、库仑力和核力,则三种力从大到小的排列顺序是( ) A.核力、万有引力、库仑力 B.万有引力、库仑力、核力 C.库仑力、核力、万有引力 D.核力、库仑力、万有引力 解析:选 D.核力是强力,它能将核子束缚在原子核内.万有引力最弱, 研究核子间相互作用时万有引力可以忽略.
17
原子弹
在山田须磨子（一位当年的爆炸目击
者）的一幅画：在遥远的广岛上空，
原子弹爆炸后发出彩虹一般绚丽的光
芒
18
倒塌的钢架结构建筑物
广岛红十字医院里，一个严重 烧伤的学生仰面躺在一张草席 上。他的五官几乎全被原子弹 爆炸产生的热浪抹掉了。四天 后他死了。
19
20
21
22
核防护
对核袭击的防护大致可分为两大类。
(2)已知铀核的质量为235.0439u ,锶核的质量为89.9077u,中 子的质量为1.0087u ,氙核质量为135.9072u . 1 u=1.66×1027 kg. 试计算一个铀235裂变后释放出来的能量 （3）1kg铀235发生上述的裂变时能放出多少核能？
12
链式反应
由用重中子核轰裂击变铀产核生时的，中铀核子发使生反了应裂一变代，接释放一出代的继中 续子下又去引的起了过其程他，铀叫核做的核裂裂变，变也的就链是式链反式应反．应．
D E F
Fe
CB
核子的平均质量： 原子核的质量 核子数
A
6
重核的裂变和轻核的聚变
8
一、裂变
物理学中把 重核分裂成质量较小的核，此时存 在质量亏损，释放核能的反应叫做核裂变．
〓
把轻核结合成质量较大的核，此时存在质量亏损， 释放出核能的反应叫做核聚变．
〓
9
铀核的裂变
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。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，其核反应 方程是：
2
3.(双选)关于原子的结合能,下列说法中正确的是( ) A.使原子核分解为核子时释放的能量 B.核子结合成核时需要吸收的能量 C.核子结合成核时释放的能量 D.核子结合成核时释放的能量等于将核分解为核子时吸收的能量 解析:选 CD.根据结合能的定义判断出正确选项为 C、D.
3
4
引入
研究表明：原子核的质量虽然随着原子序数的增 大而增大，但是二者之间并不成正比关系，其核子 的平均质量与原子序数有如图的关系：
放射性物质在人体内的存留
23
原子弹
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
24
二、核电站
解决能源危机根本途径——核能 可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。 核聚变资源可使用几亿年。
25
二、核电站
水泥防护层
控制棒——镉棒（吸收中子）
燃料棒—铀棒
石墨作用：作减速剂
减速剂
镉棒作用：控制链式反应速度
水泥防护层作用：防止铀核裂变产物发出各种射线对人
能否发生链式反应重要因素是什么？ 链式反应的条件： 使裂变物资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。
发生裂变物质的体积大于等于临界体积。 13
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2800t 优质煤完全燃烧时释放的能量．
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原子弹
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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．
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三、核聚变
把轻核结合成质量较大的核，释放出核 能的反应叫做聚变．
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聚变
2 1H2 1H 3 1H1 1H 2 1H2 1H 2 3He0 1n
21H3 1H 4 2He01n
2 3He 2 1H 4 2He 1 1H
氘核的质量：mD ＝ 2.014102u
235 92
U
+
1 0
n
→15461 Ba
+
92 36
Kr
+3
1 0
n
已知铀核的质量为235.043 9 u,钡核的质量为140.9139u,氪 核质量为91.8973u，中子的质量为1.008 7 u.
试计算一个铀235裂变后释放出来的能量
释放出的能量为：ΔEΔm2c20M 1 eV 10
(1)核反应堆中的“燃料”是U,完成下面的核反应方程式 :