19.7 核聚变课件

本节要求掌握： 本节要求掌握： 1、知道聚变的概念，知道太阳能是热核 、知道聚变的概念， 聚变释放的核能 2、知道聚变（热核反应）的条件和优点 、知道聚变（热核反应） 3、知道海洋中拥有巨大的聚变资源，知 、知道海洋中拥有巨大的聚变资源， 道研究受控热核反应的重大意义 4、了解受控热核聚变是目前科学家研究 、 的重大课题
惯性约束
现在的技术还不能控制热核反应。 现在的技术还不能控制热核反应。
问题有： 问题有： 热核反应的的点火温度很高； 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； 如何约束聚变所需的燃料；
可控热核反应将为人类提供巨大的能源,和平利用聚 可控热核反应将为人类提供巨大的能源, 变产生的核量是非常吸引人的重大课题， 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 已取得不少研究成果. 核聚变装置“中国环流器1号”已取得不少研究成果.
发生聚变的条件: 发生聚变的条件: 使原子核间的距离达到10 使原子核间的距离达到10-15m， 原子核需要很大的动能才会“ 在一起） （原子核需要很大的动能才会“撞”在一起） 实现的方法有: 实现的方法有: 用加速器加速原子核； 1、用加速器加速原子核； 不经济
把原子核加热到很高的温度； 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
第七节、核聚变
轻核的聚变（热核反应） 一、 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， 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 聚变。 种核反应叫做聚变。
轻核的聚变（热核反应） 一、 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， 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 聚变。 种核反应叫做聚变。
现在的技术还不能控制热核反应。 现在的技术还不能控制热核反应。
问题有： 问题有： 热核反应的的点火温度很高； 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； 如何约束聚变所需的燃料；
磁场约束
现在的技术还不能控制热核反应。 现在的技术还不能控制热核反应。
问题有： 问题有： 热核反应的的点火温度很高； 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； 如何约束聚变所需的燃料；
热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。 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
（每升水中就含有0.03g氘，地球上有138.6亿亿立 每升水中就含有0.03g氘 地球上有138.6亿亿立 0.03g 138.6 方米的水，大约有40万亿吨氘。 40万亿吨氘 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） 2000亿吨 制取，地球上锂储量有2000亿吨）
2 1
H+ H→ He+ n
3 1 4 2 1 0
2 1
H+ H→ He+ n
2 1 3 2 1 0
ห้องสมุดไป่ตู้
聚变后比结合能增加， 聚变后比结合能增加， 反应中会释放能量
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量: 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： 氘核的质量：mD＝2.014102u 氚核的质量： 氚核的质量：mT＝3.016050u 氦核的质量： 氦核的质量：mα＝4.002603u 中子的质量： 中子的质量：mn=1.008665u
3、轻核聚变更为安全、清洁 轻核聚变更为安全、
（高温不能维持反应就能自动终止，聚变产生的 高温不能维持反应就能自动终止， 氦是没有放射性的。废物主要是泄露的氚， 氦是没有放射性的。废物主要是泄露的氚，高速 中子、质子与其他物质反应生成的放射性物质， 中子、质子与其他物质反应生成的放射性物质， 比裂变反应堆生成的废物数量少，容易处理） 比裂变反应堆生成的废物数量少，容易处理）
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： 三种炸药：
普通炸药 Ｕ235 氘、氚
2 1 3 1 4 2
爆炸 裂变 聚变
1 0
H+ H→ He+ n
氢弹爆炸形成的磨姑云
核聚变普遍存在于宇宙中
受控热核反应——核聚变的利用 二、受控热核反应——核聚变的利用
∆m = mD + mT − (mα + mn ) = 0.018884u
∆E = ∆mc = 0.01884×931.5MeV ∆E =17.59M eV
2
平均每个核子放出的能量在3MeV以上，比裂变反应中平均每个 以上， 平均每个核子放出的能量在 以上 核子放出的能量大3~4倍。 核子放出的能量大 倍