高中物理 19.7 核聚变（第2课时）教学案 新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理教学案

核聚变 课 题19．7 核聚变第 2 课时计划上课日期：教学目标1．了解聚变反应的特点及其条件.2．了解可控热核反应及其研究和发展.3．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。教学重难点聚变核反应的特点、聚变反应的条件。教学流程\内容\板书关键点拨加工润色2．可控热核反应（1）聚变与裂变相比有很多优点提问：目前，人们还不能控制核聚变的速度，但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应，以使核聚变造福于人类。我国在这方面的研究和实验也处于世界领先水平。请同学们自学教材，了解聚变与裂变相比有哪些优点？投影材料二[2]：可控热核反应发展进程例：一个氘核和一个氚核发生聚变，其核反应方程是 21H+31H→42He+10n，其中氘核的质量：mD=2.014 102 u、氚核的质量：mT=3.016 050 u、氦核的质量：m α=4.002 603 u、中子的质量：mn=1.008 665 u、1u=1.660 6×10-27kg，e = 1.602 2×10-19C，请同学们求出该核反应所释放出来的能量。学生计算：根据质能方程，释放出的能量为：MeVeVcmmmmmcEnTD6.17106022.1)103(106606.10186.0)(19282722教师点拔：平均每个核子放出的能量约为 3.3MeV，而铀核裂变时平均每个核子释放的能量约为 1MeV。总结：聚变与裂变相比，这是优点之一，即轻核聚变产能效率高。教师点拔：常见的聚变反应：21H+21H→31He+11H+4MeV、 21H+31H→42He+10n+17.6 MeV。在这两个1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，在覆盖地球表面三分之二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。总结：聚变与裂变相比，这是优点之二，即地球上聚变燃料的储量丰富。如 1L 海水中大约有0.03g 氘，如果发生聚变，放出的能量相当于燃烧 300L 汽油。聚变与裂变相比，优点之三，是轻核聚变反应更为安全、清洁。实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了。另外，氘和氚聚就反应中产生的氦是没有放射性的，放射性废物主要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成的放射性物质，比裂就所生成的废物的数量少，容易处理。（2）我国在可控热核反应方面的研究和实验发展情况。EAST 全超导托卡马克实验装置以探索无限而清洁 的核聚变能源为目标，这个装置也被通称为“人造...