高中物理 第十九章 原子核 第7节 核聚变学案 新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理学案VIP免费

7核聚变1．知道核聚变和聚变反应的条件、特点。2．能写出核聚变反应方程并会计算核聚变反应释放的能量。3．了解可控热核反应。“大海航行靠舵手，万物生长靠太阳。”你知道太阳靠什么为地球上的万物提供能量吗？太阳内部发生着什么样的核反应呢？提示：太阳内部发生的是核聚变反应。太阳辐射的能量是核聚变反应中释放的核能。1．核聚变(1)两个______核结合成质量较大的核，这样的核反应叫做______。(2)轻核聚变后，比结合能______，反应中会______能量。(3)一个氘核与一个氚核结合生成一个氦核时，释放出17.6MeV的能量，核反应方程是H＋H→He＋________。(4)要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到______以内，核力才能起作用。(5)轻核聚变需在几百万开尔文的高温下才能进行，因此，轻核聚变又叫______反应。(6)氢弹原理：首先由普通炸药引爆原子弹，再由________爆炸产生的高温高压引发热核爆炸。(7)热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的________。2．受控热核反应(1)聚变与裂变相比有很多优点，第一，__________________。第二，__________________。第三，______________。(2)为了实现核聚变，科学家设想了两种方案，即____约束和______约束，________是目前性能最好的一种磁约束装置。答案：1．(1)轻核聚变(2)增加释放(3)n(4)10－15m(5)热核(6)原子弹1(7)热核反应堆2．(1)轻核聚变产能效率高地球上聚变燃料的储量丰富轻核聚变安全、清洁(2)磁惯性环流器一、对轻核聚变的理解二、重核裂变和轻核聚变的比较2三、热核反应的控制方法1．磁约束：利用强磁场来约束参加反应的物质。目前性能最好的磁约束装置是环流器(又称托卡马克)。2002年12月“中国环流器二号”开始运行。2．惯性约束：利用强激光的惯性压力约束参加反应的物质。类型一对轻核聚变反应的理解【例题1】下列关于聚变的说法中，正确的是()。A．要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功B．轻核聚变需要几百万摄氏度的高温，因此聚变又叫做热核反应C．原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，所以氢弹利用原子弹引发热核反应D．太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应点拨：要理解发生聚变的条件：①发生聚变反应的范围在10－15m之内；②由于库仑斥力的作用，要使原子核靠得这么近，原子核必须有较大的动能。解析：轻核聚变时，要使轻核之间距离达到10－15m，所以必须克服库仑斥力做功，A正确；原子核必须有足够的动能，才能使它们接近到核力能发生作用的范围，实验证实，原子核必3须处在几百万摄氏度的高温下才有这样的能量，这样高的温度通常利用原子弹爆炸获得，故B、C正确；在太阳和其他恒星内部都存在着热核反应，D正确。答案：ABCD题后反思：轻核的聚变和重核的裂变一样都是放能核反应，但是它们反应需要的条件是不一样的。要注意体会这两种核反应的区别。类型二核聚变反应的能量问题【例题2】一个质子和两个中子聚变为一个氘核，已知质子质量mH＝1.0073u，中子质量mn＝1.0087u，氘核质量m＝3.0180u。(1)写出聚变方程。(2)求释放出的核能是多大？(3)求平均每个核子释放的能量是多大？点拨：利用质能方程求解。解析：(1)聚变方程为H＋2n→H。(2)质量亏损Δm＝mH＋2mn－m＝(1.0073＋2×1.0087－3.0180)u＝0.0067u，释放的核能为ΔE＝0.0067×931.5MeV≈6.24MeV。(3)平均每个核子放出的能量为MeV＝2.08MeV。答案：(1)H＋2n→H(2)6.24MeV(3)2.08MeV题后反思：核反应方程要根据电荷数守恒和质量数守恒求解，核能的计算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。触类旁通：在例题2(3)中，与每个核子放出的能量对应的质量亏损为多少？触类旁通答案：0.00223u1．重核裂变和轻核聚变是人类利用原子能的两种主要方法，下面有关它们的说法正确的是()。A．裂变和聚变的过程都有质量亏损B．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加C．裂变过程质量有所增加，聚变过程有质量亏损D．裂变和聚变过程中质量都有所增加2．关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是()。A．一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多B．聚变反应一定比裂变反应每个核子释放的平均能量大C．聚变反应中粒子的平均...