第5-6节 裂变、聚变和核能的利用
第四代核能介绍
第四代核能介绍面对能源危机、雾霾围城，核能以绿色、高效、低碳排放和可规模生产的突出优势，成为较为理想的替代能源。
作为一种可大规模替代化石燃料的清洁能源，核能在目前的世界能源结构中占有重要地位。
然而，由于现有大规模应用的热中子反应堆存在资源利用率低、放射性废物不断积累和潜在核安全问题，开发更加清洁、高效、安全的新型核能系统对核能可持续发展意义重大。
2014年1月，“第四代核能系统国际论坛组织（ＧＩＦ）”官方发布的“第四代核能系统技术路线更新图”，选出了6种创新反应堆概念及其支持性的燃料循环供进一步的合作研究与开发。
一：气冷快堆（GFR）——快中子谱、氦冷反应堆和闭合燃料循环；二：超高温反应堆（VHTR）——采用一次通过式铀燃料循环的石墨慢化氦冷反应堆；三：超临界水冷反应堆（SCWR）——在水的热力学临界点以上运行的高温高压水冷反应堆；四：钠冷快堆（SFR）——快中子谱、钠冷堆和有效管理锕系元素和转化铀-238的闭式燃料循环；五：铅冷快堆（LFR）——快中子谱、铅或铅/铋低共熔液态金属冷却反应堆和有效转化铀-238和管理锕系元素的闭合燃料循环；六：熔盐反应堆（MSR）——在超热中子谱反应堆中用循环的熔盐燃料混合物生产裂变电力和使用全部锕系元素再循环的燃料循环。
以上反应堆预计在今后30年内可投入使用。
相对的优点包括基建费用减少，核安全性提高，核废物产生量最小，并且进一步减小了武器材料扩散的风险。
而其中，铅基反应堆备受关注。
铅基材料（铅、铅铋或铅锂合金等）作为反应堆冷却剂，能使反应堆的物理特性和安全运行具有显著优势，铅基反应堆主要特点如下。
第一，中子经济性优良，发展可持续性好。
铅基材料具有低的中子慢化能力及小的俘获截面，因此铅基反应堆可设计成较硬的中子能谱而获得优良的中子经济性，可利用更多富余中子实现核废料嬗变和核燃料增殖等多种功能，也可设计成长寿命堆芯，不仅能提高资源利用率和经济性，也有利于预防核扩散。
高中物理 第十章 热力学定律 第5、6节 热力学第二定律的微观解释 能源和可持续发展讲义(含解析)新
第5、6节热力学第二定律的微观解释能源和可持续发展1.热力学第二定律的微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
2．热力学第二定律可叫做熵增加原理：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小。
3．能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量品质的降低，实际上是将能量从高度有用的高品质形式降低为不大可用的低品质形式。
一、热力学第二定律的微观解释1．有序、无序一个系统的个体按确定的某种规则，有顺序地排列即有序；个体分布没有确定的要求，“怎样分布都可以”即无序。
2．宏观态、微观态系统的宏观状态即宏观态，系统内个体的不同分布状态即微观态。
3．热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
4．熵及熵增加原理(1)熵：表达式S＝k ln Ω，k叫做玻耳兹曼常量，Ω表示一个宏观状态所对应的微观状态的数目。
S表示系统内分子运动无序性的量度，称为熵。
(2)熵增加原理：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小。
二、能源和可持续发展1．能量耗散和品质降低(1)能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为内能，成为更加分散因而也是无序度更大的能量，分散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象。
(2)各种形式的能量向内能转化方向是无序程度较小的状态向无序程度较大的状态的转化，是能自动发生、全额发生的。
(3)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有方向性。
(4)能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量品质的降低，实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式。
2．能源和环境1．自主思考——判一判(1)熵越小，系统对应的微观态就越少。
(√)(2)在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会增加。
(×)(3)大量分子无规则的热运动能够自动变为有序运动。
(×)(4)能量耗散会导致总能量的减少，也会导致能量品质的降低。
《核能》教学设计说课稿
实验探究
将火柴搭成如课本图19．2-3所示的结构，点燃第一根火柴 后，会发生什么现象呢？（学生回答）注意： 要想办法使 火柴充分燃烧而不熄灭，小心烫伤，小心火灾!
模拟链式反应 链式反应：用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能， 同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其它铀 核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。 这就是链式反应。
2、核能
第三环节: 巩固升华，课堂小结 重核的裂变--链式反应（原子弹，核反应堆） 轻核的聚变（氢弹，"中国环流器"） 通过这节课的学习，你有哪些收获？ 第四环节：课外阅读，拓展新知 布置阅读P153 《核电站和核废料处理》，收集人 类利用核能的资料，相互交流。
五、说板书设计
二、核能 1、原子、原子核 裂变：链式反应 ①核能发电 ②原子弹 聚变：热核反应 ①氢弹 ②中国环流器
3.教学重点难点 重点:裂变和聚变及其应用 难点:区分可控与不可控链式反应和区分裂变和聚变反应 4.教学准备 PPT课件
二、说教法
1、多媒体辅助教学法 2、讲授法
三、说学法
合作学习，讨论交流，归纳总结，学以致用。
四、说教学过程
第一环节:创设情境，引入新知。 1、播放录像讲述在今年的3月11日日本大地震，导致福岛 核电站爆炸，造成了核泄露达5级的核辐射事件。
②可控核聚变
目前世界上不少国家都在积极研 究聚变的人工控制并已取得了一定的 进展. 我国自己研制的可控核聚变的实 验装置--中国环流器1号已于1984年 顺利启动，已经取得不少研究成果， 至今仍在继续研制中国环流器2号工 作中。
中国未来能源 之星－环流器
讨论交流: 目前你了解我国核能的利用情况和核武器的研究情况 吗？我国为和平利用核能做了哪些贡献？你愿意为我 国的核工业事业工作吗？
高中物理 第五章 核能与社会 5.2 裂变及其应用教案
5.2 裂变及其应用三维教学目标1、知识与技能（1）知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量；（2）知道什么是链式反应；（3）会计算重核裂变过程中释放出的能量；（4）知道什么是核反应堆。
了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。
2、过程与方法（1）通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力；（2）通过让学生自己阅读课本，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。
3、情感、态度与价值观（1）激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系；（2）通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性；（3）确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。
教学重点：链式反应及其释放核能的计算；重核裂变的核反应方程式的书写。
教学难点：通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：（一）引入新课大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟。
大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。
我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。
（二）进行新课1、核裂变（fission ）提问：核裂变的特点是什么？（重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变）总结：重核分裂成 的核，释放出核能的反应，称为裂变。
提问：是不是所有的核裂变都能放出核能？（只有核子平均质量减小的核反应才能放出核能） 总结：不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。
高中物理《人民教育出版社》普通高中课程标准实验教科书---目录(全)
高中物理《人民教育出版社》普通高中课程标准实验教科书---目录（全）必修1物理学与人类文明第一章运动的描述1 质点参考系和坐标系2 时间和位移3 运动快慢的描述──速度4 实验：用打点计时器测速度课外读物必修2第五章曲线运动1.曲线运动2.平抛运动3.实验：研究平抛运动4.圆周运动5.向心加速度6.向心力7.生活中的圆周运动第六章万有引力与航天1.行星的运动2.太阳与行星间的引力3.万有引力定律4.万有引力理论的成就5.宇宙航行6.经典力学的局限性第七章机械能守恒定律选修二、电流的磁场三、磁场对通电导线的作用四、磁场对运动电荷的作用五、磁性材料第三章电磁感应一、电磁感应现象二、法拉第电磁感应定律三、交变电流四、变压器五、高压输电六、自感现象涡流七、课题研究：电在我家中第四章电磁波及其应用一、电磁波的发现二、电磁波谱三、电磁波的发射与接收四、信息化社会五、课题研究：社会生活中的电磁波课外读物选修1-2五、课题研究：太阳能综合利用的研究课题研究高中物理新课标教材·选修2-1第一章电场直流电路第1节电场第2节电源第3节多用电表第4节闭合电路的欧姆定律第5节电容器第2章磁场第1节磁场磁性材料第2节安培力与磁电式仪表第3节洛伦兹力和显像管第3章电磁感应第1节电磁感应现象第2节感应电动势第3节电磁感应现象在技术中的应用第4章交变电流电机第6节物体平衡的稳定性第2章材料与结构第1节物体的形变第2节弹性形变与范性形变第3节常见承重结构第3章机械与传动装置第1节常见的传动装置第2节能自锁的传动装置第3节液压传动第4节常用机构第5节机械第4章热机第1节热机原理热机效率第2节活塞式内燃机第3节蒸汽轮机燃气轮机第4节喷气发动机第5章制冷机第1节制冷机的原理第2节电冰箱第3节空调器课题研究第1节天然放射现象原子结构第2节原子核衰变第3节放射性同位素的应用第4节射线的探测和防护第6章核能与反应堆技术第1节核反应和核能第2节核裂变和裂变反应堆第3节核聚变和受控热核反应课题研究高中物理新课标教材·选修3-1第一章静电场1 电荷及其守恒定律2 库仑定律3 电场强度4 电势能和电势5 电势差6 电势差与电场强度的关系7 静电现象的应用高中物理新课标教材·选修3-2第四章电磁感应1 划时代的发现2 探究感应电流的产生条件3 楞次定律4 法拉第电磁感应定律5 电磁感应现象的两类情况6 互感和自感7 涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动第五章交变电流1 交变电流2 描述交变电流的物理量3 电感和电容对交变电流的影响4 变压器5 电能的输送第六章传感器1 传感器及其工作原理2 传感器的应用3 实验：传感器的应用3 热力学第一定律能量守恒定律4 热力学第二定律5 热力学第二定律的微观解释6 能源和可持续发展课题研究普通高中课程标准实验教科书物理选修3-4第十一章机械振动1 简谐运动2 简谐运动的描述3 简谐运动的回复力和能量4 单摆5 外力作用下的振动第十二章机械波1 波的形成和传播2 波的图象3 波长、频率和波速4 波的衍射和干涉5 多普勒效应第十六章动量守恒定律1 实验：探究碰撞中的不变量2 动量和动量定理3 动量守恒定律4 碰撞5 反冲运动火箭第十七章波粒二象性1 能量量子化2 光的粒子性3 粒子的波动性4 概率波5 不确定性关系第十八章原子结构1 电子的发现2 原子的核式结构模型3 氢原子光谱4 玻尔的原子模型第十九章原子核1 原子核的组成2 放射性元素的衰变。
人教版九年级下册物理《核能》课件
弊 产生放射性废料
排热量大 建厂成本大 核泄漏污染大
原子弹 链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发 生裂变，释放出极大的能量。原子弹就是根据这个原 理制成的。
常见的发电方式的对比见 《教材帮》物理RJ九下第二 十二章第2节知识点2
例题
关于裂变反应，下列说法中错误的是（ A ） 铀235原子核
2．链式反应
用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放 出能量。
外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎 样才能让裂变继续下去呢？
想想议议
将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴 后，会发生什么？
用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释 放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又 会继续轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续 裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。
R·九年级下册
课前自学准备 课标要求
学习目标
1.常识性了解核能及核能的获取方式。 2.了解原子核的结构及核能的利用。 3.理解核裂变和核聚变，能正确说出 核裂变和核聚变的应用。
课前自学准备 预习检测
1.原子结构：原子的中心是 原子核 ，原子核 周围有一定数目的 电子 在核外运动。
2.核能：质量较大的原子核发生 分裂 或者质 量较小的原子核相互 结合 ，就有可能释放出惊 人的能量，这就是核能。
H
（2） 氧原子由原子核和八个核外电子组成。 原子核有八个质子和八个中子，由于中子不带 电，所以正负电荷量仍然相同。
O
原子核由质子和中子组成，周围有电子
原
原子
核
质子（带正电） 集中原 子大部
中子（不带电） 分质量
子 核外电子（带负电，绕核高速旋转）
高中物理第四章原子核第五节裂变及聚变课件粤教版选修3-5
3．为了使铀核裂变时放出的中子再引起其他铀核裂 变，使裂变反应不断地进行下去，形成链式反应，最好 是利用铀 235；铀块的体积必须大于其临界体积，如果体 积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，链式反应 就不会发生．
高中物理第四章原子核第五节裂变 和聚变课件粤教版选修3-5
判断正误 (1)裂变中放出的中子数目是固定的 3 个中子．(×) (2)只有铀块的体积大于临界体积时，才能够发生链 式反应．(√)
答案：D
高中物理第四章原子核第五节裂变 和聚变课件粤教版选修3-5
知识点二 受控热核反应 提炼知识 1．核聚变：比铁轻的两个轻核聚合成一个较重的核 时，会释放出能量来，我们把这种核反应叫核聚变．
高中物理第四章原子核第五节裂变 和聚变课件粤教版选修3-5
2．热核反应：要使核发生聚变，必须使它们接近到 10 －15 m，也就是接近到核力能够发生作用的范围．由于原子 核都是带正电的，要使它们接近到这种程度，必须克服电 荷之间强大的斥力．这就要使核具有足够的动能，就要给 核加热，物质达到几百万度以上的高温时，原子的核外电 子已经完全和原子脱离，这时小部分原子核就具有足够的 动能，能够克服相互间的库仑斥力，在互相碰撞中接近到 可以发生聚变的程度．因此，这种反应又叫作热核反应．
(1)核子受激发：当中子进入铀 235 后，便形成了处 于激发状态的复核，复核中由于核子的激烈运动，使核 变成不规则的形状．
高中物理第四章原子核第五节裂变 和聚变课件粤教版选修3-5
(2)核子分裂：核子间的距离增大，因而核力迅速减 弱，使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块， 同时放出 2～3 个中子，这些中子又引起其他铀核裂变， 这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核 能.
高中物理第四章原子核第五节裂变 和聚变课件粤教版选修3-5
九年级上科学第三章
第三单元（能量的转化与守恒）第一节、能量的相互转化常见的能有：动能、势能（动能和势能总称机械能）、内能（热能）、太阳能、化学能、光能、核能、电能、地热能、潮汐能。
第二节能量的转化和度量1、做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过了距离。
2、做功的过程实质上就是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。
3、机械功的计算公式：W＝Fs W＝Pt W＝Gh（提起重物）4、功的单位是牛·米，其专用名称叫焦。
5、功率描述做功的快慢。
功率的定义：物体在单位完成的功叫做功率。
6、人步行的功率约70瓦，表示：每秒钟人做功约70焦。
7、功率的计算公式：P＝W/t P＝Fv（v表示速度，单位是米/秒，1米/秒＝3.6千米/时）8、功率的单位是瓦，常用单位还有千瓦、兆瓦。
第三节认识简单机械1、一根硬棒如果在力的作用下，能绕固定点转动，这根硬棒叫做杠杆。
2、杠杆的五要素：（1）杠杆绕着转动的固定点O叫做支点；（2）使杠杆转动的力F1叫做动力；（3）阻碍杠杆转动的力F2叫做阻力；（4）从支点到动力作用线的垂直距离l1叫做动力臂；（5）从支点到阻力作用线的垂直距离l2叫做阻力臂。
3、杠杆保持静止状态或匀速转动状态，都叫做杠杆平衡。
4、杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂即F1 l1＝F2 l2表示动力臂是阻力臂的几倍，则动力是阻力的几分之一。
5、杠杆的类型及特点：（1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂，能省力，但要费距离。
（2）费力杠杆：动力臂小于阻力臂，能省距离，但要费力。
（3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂。
不省力，也不省距离。
6、使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力，定滑轮实质上是一个等臂杠杆。
7、使用动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向，动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆。
9、使用滑轮组既能省力，又能改变力的方向。
10、使用滑轮组时，重物和动滑轮由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一。
巨野县第九中学九年级物理全册 13.1 分子热运动导学案含解析新人教版
第1节《分子热运动》【学习目标】1、通过观察和实验，初步了解分子动理论的基本观点。
2、能用分子动理论解释某些热现象。
【学习重点】一切物质的分子都在不停的做无规则运动。
【学习难点】分子之间存在的相互作用力。
【自主预习】1.保持物质原来性质不变的最小微粒叫做分子或者原子，分子的大小用分子的直径来衡量，通常用-1010m为单位来量度分子的大小。
2.扩散现象：不同的物质在接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散现象。
扩散现象说明：分子在不停的做无规则运动。
3.. 扩散现象既可以在气体发生，还可以在液体中发生，也能够在固体中发生。
4. 为什么打开香水，很快就会闻到香味，是什么跑到鼻子里了？能闻到香味的原因是分子在不停的做无规则运动________。
5. 街上烤臭豆腐的小摊，人们远远就能闻到臭豆腐的味道，这属于扩散现象，臭豆腐经烧烤后，温度升高，分子无规则运动越快，说明分子的热运动跟温度有关。
6. 建筑、装饰、装修等材料会散发甲醒、苯等有害气体而导致室内空气污染．成为头号“健康杀手”。
此现象表明分子在永不停息地做无规则的运动。
7. 固体、液体能保持一定的体积是因为分子间有相互作用的引力。
虽然分子间有间隙，但固体、液体很难被压缩是因为分子间有相互作用的斥力。
8. 铁棍很难被拉伸，说明分子间存在_____引力_____，水很难被压缩，说明分子间存在____斥力______。
（均选填“引力”、“斥力”）【合作探究】★学生活动一：演示气体扩散（课本图13.1—2）学生交流实验现象并回答下列问题：1、你在实验中看到的现象是什么？上面空瓶有红色。
2、为什么让密度大的二氧化氮放在密度较小的空气下面，倒过来行吗?颠倒放置时不能得出相同的结论，因为二氧化氮密度大，在重力作用下会向下运动，无法证明分子是运动的。
3、此实验说明了_____说明二氧化氮气体分子到了上面空瓶中，分子是运动的。
这个实验是一种扩散现象。
★学生活动二：演示液体扩散学生交流实验现象并回答下列问题：1、你在实验中看到的现象是什么？红色的墨水充满了液体，且温度越高扩散的越快。
22.2核能教学设计2023-2024学年人教版九年级全一册物理
22.2 核能教学设计20232024学年人教版九年级全一册物理一、教学内容本节课的教学内容选自人教版九年级全一册物理第20章第3节“核能”。
本节主要介绍核能的概念、核反应的类型以及核能的利用和优势。
具体内容包括：1. 核能的概念：通过引入原子核的裂变和聚变，解释核能的产生过程。
2. 核反应的类型：区分核裂变和核聚变，并介绍它们在自然界和人类应用中的不同表现。
3. 核能的利用：介绍核电站的工作原理和核能发电的优势，同时阐述核能作为一种新型能源在我国的发展现状。
4. 核能的优势：从环保、能量密度等方面阐述核能相比传统能源的优点。
二、教学目标1. 了解核能的概念，掌握核裂变和核聚变的区别及应用。
2. 认识核能作为一种新型能源的优势，了解核能在我国的发展现状。
3. 培养学生的科学素养，激发学生对核能研究的兴趣。
三、教学难点与重点重点：核能的概念、核反应的类型及核能的利用。
难点：核裂变和核聚变的区别及其在实际应用中的表现。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT、黑板、粉笔。
2. 学具：笔记本、课本、作业本。
五、教学过程1. 导入：通过展示我国核电站的照片，引导学生思考核能作为一种新型能源的优势和应用。
2. 核能的概念：讲解原子核裂变和聚变的过程，阐述核能的产生原理。
3. 核反应的类型：区分核裂变和核聚变，举例说明它们在自然界和人类应用中的不同表现。
4. 核能的利用：介绍核电站的工作原理，阐述核能发电的优势。
5. 核能的优势：从环保、能量密度等方面分析核能相比传统能源的优点。
6. 课堂练习：布置随堂练习，让学生巩固所学知识。
六、板书设计核能1. 概念：原子核裂变和聚变产生的能量。
2. 类型：核裂变：可控链式反应，如核电站。
核聚变：不可控，如太阳。
3. 利用：核电站，核能发电。
4. 优势：环保、能量密度高。
七、作业设计1. 题目：请结合课本内容，简述核裂变和核聚变的区别及其在实际应用中的表现。
2. 答案：(1) 核裂变是可控链式反应，如核电站；核聚变是不可控，如太阳。
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5.核聚变的优越性： (1)放出的能量大。 (2)核废料易处理。 (3)核燃料储量丰富（海水）。
二、核聚变 核聚变的利用——氢弹
弹体
三种炸药：
普通炸药
小 型
普通炸药
爆炸
铀235 外壳
原
子 Ｕ235 裂变
弹
氘、氚、重 氢化钾等
引爆装置
氘、氚 聚变
2 1
H
31H42
He
1 0
n
氢弹爆炸形成的磨姑云
一、重核裂变
2. 链式反应 (2)临界体积：裂变物质能够发生链式反应的
最小体积叫做它的临界体积， 相应的质量叫做临界质量。 (3)链式反应的条件：
1、裂变物质的体积大于临界体积 2、有足够浓度的铀235 3、有足够数量的慢中子
一、重核裂变
原子弹是利用链式反应制造的大规模杀伤性核武器。
枪式原子弹
内爆式原子弹
一、重核裂变
原子弹是利用链式反应制造的大规模杀伤性核武器。
1964年10月16日，中国第一颗原子弹爆炸成功。
一、重核裂变
原子弹是利用链式反应制造的大规模杀伤性核武器。
邓稼先
钱学森
1966年10月27日，中国第一颗核导弹爆炸成功， 首次实现了“两弹结合”。
二、核聚变
1.核聚变： 两个质量较轻的核结合成一个质 量较大一点的核，叫做核聚变。
世界核能发电占全部电量1/4
瑞典 46.8%
乌克兰 43.8%
韩国 42.8%
匈牙利 38.3%
亚美尼亚 36.4%
二、核电站
和平利用核能， 服务人类社会。
二、核电站
1.核反应堆
吸收中子、控制速度
石墨、重水 快中子变为慢中子
二、核电站
2.工作流程
二、核电站
3.核污染的防止与处理 （1）反应堆用水泥防护层包起来。 （2）核废料装入特制容器，深埋于海底。
一、重核裂变
下图为1945年8月9日美国投到日本广岛的原子弹及被轰炸后的日本广 岛。
胖子长10 英尺八吋（3.25米），直径五英尺（1.52米），重 10,000磅（4545公斤）。释放的能量约相等于20000吨的 TNT 烈性炸药。由于长崎地势多山，造成的损害比平坦的广岛较 低。约四万人直接死于胖子的原爆，约二万五千人受伤。约 7000平方米之建筑物被夷平。之后数万人死于核子尘埃放射 引起的癌症。
+
10 01n
还有其它裂变形式，如：
原子核的三分裂、四分裂由我国科学家钱三 强、何泽惠夫妇发现。
计算铀裂变时释放的能量 已知铀核裂变的反应：
U 235
92
+01
n
141 56
Ba
+ 92 36
Kr
+
301 n
mU = 390.3139 10-27 kg; mn = 1.6749 ×10-27 kg
m mD mT (m mn ) 0.018884u
E mc2 0.01884931.5MeV
E 17.59MeV
平均每个核子放出的能量在3MeV以上，比裂变反应中平均每个 核子放出的能量大3~4倍。
二、核聚变
3.发生条件： 两个原子核的距离接近10-15m.
4.方法： 使聚变物质达到百万开氏度高温， 克服库仑斥力，故称“热核反应”。
1938年底，德国物理学哈恩发现在用中子轰 击铀核的实验中发现，生成物中有原子序数为56 的元素钡。奥地利物理学家弗里施将此现象名为 原子核的裂变。
一、重核裂变
1.裂变方程
U 235
92
+
1 0
n
141 56
Ba
+
92 36
Kr +310 n
U 235
92
+
01 n
136 54
Xe
+
90 38
Sr
mBa = 234.0016 ×10-27 kg; mkr = 152.6047 ×10-27 kg
求：该核反应释放能量；
亏损质量：Δm = (mu+ mn) - (mBa+mKr+3mn)
= 0.3578×10－27kg
释放能量： ΔE = Δmc2 = 201MeV
一、重核裂变
2. 链式反应
(1)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，叫核裂变的链式反应。
1967年6月17日，中国第一颗氢弹爆炸成功。
第6节 核能的利用
一、解决能源危机根本途径——核能
可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。 核聚变资源可使用几亿年。
一、解决能源危机根本途径——核能
核发电量占总发电比例最多的10个国家是：
法国 75%
立陶宛 73.1%
比利时 57.7%
保加利亚 47.1% 斯洛伐克 47%
一、重核裂变
原子弹是利用链式反应制造的大规模杀伤性核武器。
1945年8月6日，美国在在长崎投掷了“小男孩”号原子弹， 爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多．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%．长崎市60%的建筑物被摧 毁，伤亡86000人，占全市37% ．
第5节 裂变和聚变
比结合能
F
C B
E D
O
Fe
核子的比结合能随质量数的变化
核子平均质量
A
A
D E
F
A
CB
O
Fe
Z
核子的平均质量随原子序数的变化
物理学中把重核分裂成质量较小的核，释 放核能的反应叫做裂变．
把轻核结合成质量较大的核，释放出核能 的反应叫做聚变．
聚变 裂变
质量亏损 释放能量
一、重核裂变
2.聚变方程：
2 1
H
13H
4 2
He
ห้องสมุดไป่ตู้01n
(17.6MeV )
平均每个核子释放的能量比核裂变大3~4倍。
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:
2 1
H
13H
24He
01n
氘核的质量：mD＝2.014102u
氚核的质量：mT＝3.016050u
氦核的质量：mα=4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u