人教版高二物理选修3-5 19.7核聚变公开课教学课件 (共21张PPT)

1942年 特勒
在探索制造原子弹的各种途径的讨论中提出了一个 可怕的问题。
1944年 费米
用氢的同位素氖和氛做燃料，只需五千万度就可以 发生核聚变。
1945年 美国
原子弹研制成功后，人们立即觉察到，可以利用裂 变反应所产生的超高温来实现核聚了聚变核反应的特点和条件，聚变反应 要比裂变反应释放更多的能量，但它发生的条件是要 达到几百万度的高温，因而聚变反应也叫热核反应.可 控热核反应的研究和实验将为人类和平利用核能开发 新的途径。
惯性约束
核聚变普遍存在于宇宙中
[1]投影材料一
时间 人物 事件
指出：中等大小的原子核结合最紧密，核裂变 20年代 阿斯顿 或轻核聚变都会放出能量，核聚变放出的能量
比裂变大许多
1920年 爱丁顿 猜测：太阳的能量来自亚原子粒子的相互作用
1926年
爱丁顿
指出：太阳总体积具有2000万度的高温和极高 的密度。
指出：太阳总体积的60％是氢气，如果太阳的
1929年 罗素 能量真是依靠核反应的话，那么这种核反应只
能是氢气的聚变。
1938年
贝特
证明：太阳的能量确实是靠氢气的聚变来维持 的。
[2]投影材料二
事件 人物 事件
1933年
科学家 们
1934年 卢瑟福
在实验室中首次观测到核聚变就是氘的聚变
用氘核去轰击氘靶产生了氚，发现氚聚变温度比氘 更低。
108～109K 聚变反应又叫热核反应
3、核聚变的利用——氢弹
弹体
三种炸药：
普通炸药
小 型
普通炸药
爆炸
铀235 外壳
原
子 Ｕ235 裂变
弹
氘、氚、重 氢化钾等
氘、氚 聚变
引爆装置
2 1
H31H42
He
01n
氢弹爆炸形成的磨姑云
二、可控热核反应——核聚变的利用
1、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.
2、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。 3、轻核聚变更为安全、清洁。
3、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
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； ３、反应装置中的气体密度 要很低 ，相当于常温常压下 气体密度的几万分之一；
氦核的质量：mα＝4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u
m mD mT (m mn ) 0.018884u
E mc2 0.01884931.5MeV
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；
第七节、核聚变
牟平一中
复习回顾
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：
核子的平均质量是： 原子核的质量 核子数
核子平均质量
D E
F
A
CB
O
Fe
Z
核子的平均质量与原子序数之间的关系
一、核聚变
物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核 能的反应叫做裂变．把轻核结合成质量较大的核， 释放出核能的反映叫做聚变．
〓
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
H
21H23
He
1 0
n
2 1
H
31H42
He01n
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:
2 1
H31
H42
He
01n
氘核的质量：mD＝2.014102u 氚核的质量：mT＝3.016050u