第七节 核聚变 第八节 粒子和宇宙课堂探究探究一对核聚变的理解问题导引随着科技的发展，不久的将来，汽车不再烧油，而改烧海水，你相信这能实现吗？氘核和氚核聚变示意图提示：能实现。热核反应的燃料之一，氢的同位素——氘的储量丰富，每升海水中就含有0.03 g 氘核，这些氘核完全聚变释放的能量约和燃烧 300 L 汽油相当。 名师精讲1．从比结合能的图线看，轻核聚变后比结合能增加，因此聚变反应是一个放能反应。2．聚变发生的条件要使轻核聚变，必须使轻核接近核力发生作用的距离 10－15 m，这要克服电荷间强大的斥力作用，要求轻核具有足够大的动能。要使原子核具有足够大的动能，就要给它们加热，使物质达到几百万开尔文的高温。3．特点聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就会使反应继续下去。4．应用（1）核武器——氢弹。（2）可控热核反应：目前处于探索阶段。5．轻核聚变与重核裂变的区别1警示 常见的聚变反应：21 H＋21 H→31 H＋11H＋4MeV，21 H＋31 H→42 He＋10 n＋17.6 MeV，在这两个反应中，前一反应的材料是氘，后一反应的材料是氘和氚，而氚又是前一反应的产物，所以氘是实现这两个反应的原始材料，而氘是重水的组成部分，在覆盖地球 23的海水中是取之不尽的，从这个意义上讲，轻核聚变是能源危机的终结者。【例题 1】 太阳的能量来自下面的反应：四个质子（氢核）聚变成一个 α 粒子，同时发射两个正电子，若太阳辐射能量的总功率为 P，质子11H、氦核42 He、正电子01e 的质量分别为mp、mα、me，真空中的光速为 c。（1）写出核反应方程。（2）求核反应所释放的能量 ΔE。（3）求 1 s 内参与上述热核反应的质子数目。解析：（1）根据质量数守恒和电荷数守恒，可得核反应方程为411H→42 He＋201e（2）反应过程中的质量亏损为ΔE＝4mp－（mα＋2me）根据 ΔE＝Δmc2得ΔE＝[4mp－（mα＋2me）]c2＝（4mp－mα－2me）c2（3）设单位时间内参与热核反应的质子数为 N，依据能量关系：Pt＝4NE有 N＝ 4PtE＝2Pα4(42)ePmmm c答案：（1）411H→42 He＋201e（2）（4mp－mα－2me）c2（3）2Pα4(42)ePmmm c反思 聚变的核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒；核能计算的关键是求出核反应中的质量亏损，然后根据爱因斯坦质能方程求解。探究二 对粒子的认识 问题导引大爆炸理论给出了宇宙的起源，物理学的完整、和谐之美又得到了充分的体现，对于这一点你是...
