高中物理 第三章 原子核 第6节 核聚变教学案 教科版选修3-5-教科版高二选修3-5物理教学案

第 6 节 核_聚_变(对应学生用书页码 P47)一、热核反应1．核聚变轻原子核聚合成较重原子核的反应。2．核聚变较裂变的优越性(1)相同质量的燃料下，放出的能量更多。(2)不产生放射性废料。(3)燃料储量非常丰富。3．热核反应因为核聚变要在高达 10 8 _K 的温度下才能发生，故核聚变反应也称热核反应。4．热核反应的应用目前主要用在核武器上，如氢弹。二、可控核聚变反应1．托卡马克是一种环形磁约束受控热核反应装置，也叫环流器。2．超导托卡马克把超导技术应用在产生托卡马克强磁场的线圈上。三、恒星演化中的核反应1．恒星的形成恒星主要是由遍布宇宙中的极其弥散的气态尘埃聚集形成的，且内部发生聚变反应。2．恒星的演变恒星内部随聚变反应的发生，核燃料减少经慢长时间最终将成为残骸。(对应学生用书页码 P47)对核聚变的理解1.聚变轻原子核聚合成较重原子核的反应叫聚变。例如：H＋H→He＋n＋17.60 MeV。2．热核反应轻核必须在很高的温度下相遇才能发生聚合放出更大的能量，这种在很高温度下产生的聚变又叫热核反应。3．聚变比裂变反应放出更多能量的原因(1)平均每个核子释放能量较多，是裂变反应的 2～3 倍。如一个氚核和一个氘核结合成一个氦核时放出能量 17.6 MeV，平均每个核子放出能量约 3.5 MeV；而铀 235 裂变时，平均每个核子放出能量为 1 MeV。(2)同样质量的情况下，轻核的核子个数多，如氘和氚聚变为 1 kg 氦时放出的能量为ΔE1，则ΔE1＝×6.02×1023×17.6 MeV＝2.65×1033 eV。假设一个铀核裂变时平均放出的能量为 200 MeV，则 1 kg 铀核全部裂变时放出能量为ΔE2，即ΔE2＝×6.02×1023×200 MeV≈5.12×1032 eV，得：≈5.2。1．下列说法中正确的是( )A．聚变反应从外界吸收能量B．聚变反应向外界放出能量C．聚变反应可以无条件地进行D．聚变反应必须使核之间的距离接近 10－15 m解析：选 BD 聚变反应时有质量亏损，所以会向外界放出能量。聚变必须使核之间的距离接近 10－15 m，才能发生聚变反应生成新核，所以是有条件的。重核裂变与轻核聚变的对比比较项目重 核 裂 变轻 核 聚 变放能原理把重核分裂成两个或多个中等质量的核，并释放出核能两个轻核结合成质量较大的核，并释放出核能放能多少聚变反应平均每个核子释放的核能比裂变反应要大得多核废料的处理难度比较困难比较容易原料的蕴藏量储量较少，特别是 U主要原料氘储量非常丰富可控性比较容易进行人工控制，现在的核电站...