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§4 核裂变与核聚变
选择性必修 第三册
第五章 原子核
一、核裂变的发现
1.核裂变：物理学中把重核分裂成两个较轻的核时，释放出核能的反应叫做核裂变。
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新课讲授
（最典型的一种核反应方程式）
2、铀核的三分裂、四分裂
1947年我国著名物理学家钱三强、何泽慧夫妇在巴黎首先观察到中子轰击铀核的三分裂和四分裂现象。
铀核裂变的产物是多种多样的，其他裂变方程还有:
三分裂
四分裂
概率：
二分裂
质量数守恒，电荷守恒
链式反应
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→
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+
中子
条件1：U235的纯度
条件2：达到临界体积（质量）
链式反应：重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。
计算铀裂变时释放的能量
例：已知铀核裂变的反应：
求：一个铀核裂变释放的能量；
亏损质量：
释放能量：
Δm = (mu+ mn) - (mBa+mKr+3mn)
= 0.3578×10－27kg
如果 1 kg 铀全部裂变，它放出的能量就相当于 2800 t 标准煤完全燃烧时放出的化学能。
=
1 kg
2800 t
二战时期，美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤。在长崎投掷的原子弹爆炸后形成蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多，长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37% ；广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53%。
原子弹
(浓缩铀)
核燃料
(石墨、轻水、重水)
吸收中子、控制反应速率
慢中子
二、反应堆与核电站
反应堆：通过可控制的链式反应来释放核能的装置。
核电站工作流程
第一回路中的水被泵压入反应堆，通过堆芯时核心反应放出的热使水的内能增加，水温升高。第一回路的水进入交换器，把热量传给第二回路的水，然后又被泵压回反应堆。
在热交换器内，第二回路中的水被回热生成高温高压蒸汽，驱动汽轮机运转。
核电站工作流程
三、核聚变
1. 核聚变：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作核聚变。
2. 核聚变条件：使原子核间的距离达到10-15m
3. 实现的方法：把原子核加热到温度达到几百万开尔文
4. 核聚变应用： 氢弹
5. 天然核聚变： 太阳的核燃烧
6. 核聚变的优点：
① 轻核聚变产能效率高；（相同质量的核燃料，反应中产生的能量比较多）
② 地球上核聚变燃料氘和氚储量丰富；
③ 轻核聚变更为安全、清洁。
7. 实现可控核聚变的困难：
核聚变需要的温度太高，地球上没有任何容器能够经受如此高的温度。
8.解决的两种方案：磁约束 、惯性约束
AC
课堂练习
核聚变
放出
减少
3×10－29
课堂小结

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