高一物理课件 裂变和聚变
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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.”
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)发现
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
U+
1 0
n
→15464
Ba
+
89 36
Kr
+310
n
235 92
U+
1 0
n
→15461Ba
+
92 36
Kr
+310
n
请计算铀裂变时释放的能量 已知铀核裂变的反应:
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。
氚核
核聚变
氦-4
中子
二、核聚变
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ห้องสมุดไป่ตู้,这种 核反应叫做 聚变。
轻核的聚变:
2 1
H
31H
4 2
He
01n
2 1
H
21H
3 2
He
01n
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:
2 1
H
3 1
H
4 2
He
01n
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
2、发生聚变的条件:
使原子核间的距离达到10-15m
3、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
235 92
U+
1 0
n
→15461Ba
+
92 36
Kr
+310
n
mu 390 .3139 1027 kg mn 1.6749 10 27 kg
mBa 234 .0016 10 27 kg mkr 152 .6047 10 27 kg
求:(1)该核反应释放的能量 (2)平均每个核子释放的能量
弹体
三种炸药:
普通炸药
小 型
铀235
原
子
外壳 弹 2 1
H
3 1
H42
He
01n
普通炸药 爆炸 U235 裂变
氘、氚、重 氢化钾等
氘、氚 聚变
引爆装置
氢弹爆炸形成的磨姑云
三、受控热核反应——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。
▪ 能用于热核反应的原料极其丰富,裂变的原料比较稀缺; ▪ 反应物质量相同的情况下聚变放出的能量比裂变多; ▪ 热核反应后的遗留物对环境污染小,这一点裂变无法相比。
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;
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。
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。
原子弹
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
氘核
磁场约束
现在的技术还不能控制热核反应。 问题有: 1、地球上没有任何窗口能够经受 如此高的温度; 2、如何约束聚变所需的燃料。
惯性约束
核聚变普遍存在于宇宙中
太阳的中心发生核聚变,放出巨大 能量,太阳;这个天然的的核聚变 过程已经发生了好几十亿年。
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