6 核聚变 7 粒子物理学简介(选学)一、核聚变1．定义两个轻核结合成质量较大的核，并释放出能量的反应．2．举例H＋H→He＋n＋17.6 MeV3．条件要使轻核发生聚变，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，这就要求原子核具有足够的动能，有一种方法就是把它们加热到很高的温度，温度高达几百万开尔文，因此聚变又叫热核反应．4．应用目前，热核反应主要用在核武器上，那就是氢弹，需要用原子弹爆炸产生的高温高压引发核爆炸．5．太阳能太阳的主要成分是氢，太阳中心温度可达 1.5×107 K，在此高温下，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着，太阳能就来自于太阳内部聚变释放的核能．氢弹的威力相比原子弹的威力谁大？为什么？提示：氢弹的威力大．氢弹内部发生的是核聚变，比核裂变放出的能量更多．二、受控热核反应1．聚变的优点第一：轻核聚变产能效率高．第二：地球上聚变燃料的储量丰富．第三：轻核聚变更为安全、清洁，控制温度可控制反应，而且生成的废物数量少、易处理．2．聚变的难点地球上没有任何容器能够经受热核反应的高温．3．控制方法(1)磁约束：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．(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，用激光从各个方向照射反应物，使它们“挤”在一起发生反应．三、基本粒子的分类1．“基本粒子”不基本“基本粒子”：直到 19 世纪末，人们认为光子、电子、质子、中子是“基本粒子”，随着科学的发展，一方面逐渐发现了数以百计的新粒子，它们都不是由中子、质子、电子组成的；另一方面科学家又发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构．因此，20 世纪后半期，就将“基本”去掉，统称粒子．2．粒子的分类按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子分为三大类：媒介子、轻子和强子．3．夸克模型(1)夸克模型的提出：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．(2)分类：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克；它们带的电荷量分别为元电荷的＋或－，每种夸克都有对应的反夸克．(3)意义：元电荷不再是电荷的最小单位，即存在分数电荷．(4)夸克的“禁闭”夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”．四、粒子加速器1．直线加速器(1)粒子运动轨迹是一条直线．(2)满足的条...
