裂变和聚变-课件

合集下载

人教版高中物理选修1-2:裂变和聚变_课件1

人教版高中物理选修1-2:裂变和聚变_课件1

3.重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径.下 列说法中正确的是( )
A.裂变过程质量增加,聚变过程质量亏损 B.裂变过程质量亏损,聚变过程质量增加 C.裂变过程和聚变过程都有质量增加 D.裂变过程和聚变过程都有质量亏损 【解析】 重核裂变和轻核聚变都有核能释放出来,因 此,反应过程中都有质量亏损. 【答案】 D
关于铀核裂变,下述说法正确的是( ) A.铀裂变的产物是各种各样的,但只能裂变成两种不 同的核 B.铀核裂变时还能同时释放出多个中子 C.为了使裂变的链式反应容易进行,最好用纯铀 235 D.铀块的体积对产生链式反应无影响 【审题指导】 明确重核裂变的实质及发生重核裂变的 条件是解答本题必备的知识,同时也提醒我们,对一些重要 的概念及一些条件应强化识记和理解.
4.氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量,该 反应方程为:21H+31H→42He+x,式中 x 是某种粒子.
已知:21H、31H、42He 和粒子 x 的质量分别为 2.014 1u、 3.016 1u、4.002 6u 和 1.008 7u;1u=931.5 MeV/c2,c 是真空 中的光速.由上述反应方程和数据可知,粒子 x 是________, 该反应释放出的能量为________MeV(结果保留 3 位有效数 字).
【答案】 10n(或中子) 17.6
课标解读
裂变和聚变
重点难点
1.核裂变及链式反应与临界
1.了解核裂变及产生条件 体积.(重点)
和核能.
2.核聚变及可控热核反应.(
2.了解核聚变及可控热核 重点)
反应.
3.链式反应与可控热核反应
.(难点)
核裂变
1.基本知识 (1)定义 重核分裂为质量较小的核,释放出核能 的反应. (2)铀核裂变 用中子轰击铀核时,铀核发生裂变,其产物是多种多样的, 其中一种典型的反应是29325U+10n―→14546Ba+8396Kr+310n

《核裂变与核聚变》课件

《核裂变与核聚变》课件
核裂变与核聚变
目 录
• 核裂变简介 • 核聚变简介 • 核裂变与核聚变的比较 • 核裂变与核聚变的前景展望
01
核裂变简介
核裂变的定义
核裂变是指一个重的原子核分裂成两 个或多个较小的原子核,同时释放出 巨大能量的过程。
裂变过程中,质量较轻的原子核在吸 收一个中子后,会发生不稳定状态, 进而分裂成两个或多个较小的原子核 ,同时释放出能量。
02
目前,实现可控核聚变的技术挑战仍然很大,但实验室研究和
部分实验性装置已经取得了一些令人鼓舞的成果。
核聚变在理论上可以为人类提供几乎无限的清洁能源,因此对
03
于解决全球能源危机和环境问题具有重要意义。
03
核裂变与核聚变的比较
核裂变与核聚变的比较
• 核裂变和核聚变是两种不同的核 反应过程,它们在反应过程、能 源产出和环境影响等方面存在显 著差异。
核裂变的原理
01
根据爱因斯坦的质能方程E=mc² ,当原子核分裂时,由于质量的 亏损,会释放出巨大的能量。
02
核裂变过程中,中子吸收后成为 不稳定的重核,重核分裂时释放 出中子和其他轻核,同时释放出 能量。
核裂变的应用
核裂变是核能发电的主要来源之一, 利用铀或钚等重元素进行核裂变反应 释放出能量,推动涡轮机转动产生电 能。
核聚变的原理
核聚变反应需要极高的温度(达到数千万度)和压力(数十 亿大气压)才能使原子核克服它们之间的库仑斥力,实现聚 合。
在这种条件下,原子核之间的聚变速度会非常快,释放出大 量的能量。这个能量可以01
核聚变作为能源的潜力巨大,被认为是未来能源发展的重要方 向之一。
发展前景。随着技术的不断进步和人类对能源需求的不断增加,核能将

《核裂变和核聚变》课件

《核裂变和核聚变》课件

安全和环保问题
安全监管
无论是核裂变还是核聚变,都需要严格的安全监管以确保反应堆的正常运行和 事故预防。
环保要求
核能作为一种能源形式,需要符合环保要求,包括减少温室气体排放、降低能 源消耗等。
THANKS 感谢观看
与核裂变不同,核聚变不会产生有害 的放射性废料,因此被认为是清洁和 可持续的能源来源。
核聚变的发现
核聚变的研究始于20世纪初,最早由英国物理学家卢瑟福提出。
1930年代,德国科学家奥托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼发现核裂变现象,开启了原 子能研究的新篇章。
1950年代,美国科学家首次成功实现氢弹爆炸,标志着核聚变技术的实际应用。
核裂变和核聚变
• 核裂变简介 • 核聚变简介 • 核裂变和核聚变的区别 • 核裂变和核聚变的应用 • 核裂变和核聚变的争议
01 核裂变简介
核裂变的定义
核裂变是指一个重的原子核分裂 成两个或多个较轻的原子核,同
时释放出巨大能量的过程。
这个过程需要消耗一定的能量, 通常由中子撞击引发。
裂变过程中释放出的能量与质量 亏损相关,符合爱和压力下,氢原子 核(如氢和氚)相互碰撞,合并
形成氦原子核并释放能量。
这个过程需要巨大的能量输入, 因此需要特殊的装置(如托卡马 克装置)来产生和控制所需的极
端条件。
核聚变反应释放的能量是核裂变 反应的数倍,且不会产生长期放
射性废料。
03 核裂变和核聚变的区别
反应过程
核裂变
核聚变的争议
技术难题
核聚变技术目前尚未完全成熟, 实现可控的核聚变反应仍存在许 多技术难题,需要进一步研究和
探索。
资源限制
核聚变所需的燃料(如氚)相对 稀少,地球上的储量有限,这也 限制了核聚变作为能源的可行性

裂变和聚变 PPT

裂变和聚变 PPT
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。
一.核裂变
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.
2、铀核的裂变
弹体
三种炸药:
普通炸药
小 型
铀235


外壳

2 1
H
3 1
H
4 2
H
e
1 0
n
氘、氚、重 氢化钾等
普通炸药 爆炸 U235 裂变 氘、氚 聚变
引爆装置
氢弹爆炸形成的磨姑云
三、受控热核反应——核聚变的利用
可控热核反应将为人类提供巨大的能源,和平利用聚变产生 的核量是非常吸引人的重大课题,我国的可控核聚变装置 “中国环流器1号”已取得不少研究成果.
原子弹
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的蘑菇状云团,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% .
(1)发现:1939年12月,德国物理学家哈恩和他的助手斯 特拉斯曼发现,用中子轰击铀核时,铀核发生了裂变。
(2)裂变产物 多种多样
235 92
U+
1 0
n →15464
Ba
+
89 36
K r+310
n
235 92
U+
1 0
n

核裂变与核聚变(共17张PPT)

核裂变与核聚变(共17张PPT)
复习: 1、完成下列的核反应方程式:
U 235
92
10
n
138 56
Ba
95 36
Kr
(
310 n
)
2 1
H
12
H
10
n(
3 2
He
)
226 88
Ra
222 86
Rn (
4 2
He
)
2、核反应遵循的基本规律: 质量数和电荷数都守恒
3、核反应的能量来源分析:
爱因斯坦的相对论指出,物体的能量荷质量 之间存在着密切的联系.
17.6 = 3.52MeV却是铀裂变(
23
201 235 1 = 0.852MeV)的约4倍。
1、轻核聚变的条件:
核子要距 离十分近
加热 高温
几百万度 高温
热核反应
条件、应用
➢使轻核发生聚变,必须使它们的距离十分接近,达 到10-15m的距离。 ➢为了克服巨大的库仑力,需要使原子核有极大的动 能。 ➢一般的办法是把它们加热到很高的温度。通常需要 几百万度以上的高温。
4、质能方程: ΔE=Δmc2
一.利用核能的途径
要质量有亏损,是利用核能的先决条件。 核反应前物质的核子数和反应后的核子数相等。
要实现“反应后的质量<反应前的质量”,如果 我们引进“核子平均质量”,则核反应前核子平均 质量比反应后的核子平均质量较大。
1938年,德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼发现用
原子弹: 不可控的核反应
原子弹爆炸时的蘑菇云 “小男孩”(前)和“胖子”
三、轻核聚变
某些轻核结合成质量较大的核的核反应过 程,同时放出大量的核能。
例:
3 1
H

核裂变与核聚变优秀课件

核裂变与核聚变优秀课件
25 / 54
三. 裂变后现象
中子进入靶核所形成的复合核处于激发态,复合 核可能发生裂变,裂变会产生裂变碎片。
n Z A X A Z 1 X * Z A 1 1 Y 1Z A 2 2 Y 2
裂变后现象指裂变碎片的性质:
如碎片的质量、能量、释放的中子、射线等。
26 / 54
裂变过程
1.中子被靶核吸收形成复合核
Eb0.831x3ES0
表明随Z2/A的加大,裂变势垒高度降低。因而自发裂 变的概率增加。
对Z2/A较小的核,尽管满足Qf,s>0,但因裂变势垒太高, 很难穿透势垒,所以,这些核对自发裂变是稳定的。
10 / 54
所以实验发现,很重的核才发生自发裂变。
稳定核: 球形核势能Vsp<椭球形势能Vel;
而当:
E * T n m n M Z ,A M Z ,A 1 c 2
复合核 激发能
Tn' mAmAmnTn AA 1Tn
B n Z ,A 1 M Z ,A m n M Z ,A 1 c 2
15 / 54
复合核的激发能
E*BnZ,A1AA 1Tn
复合核的激发能为最后一个中子的结 合能和中子的相对运动动能之和。
• 238U(ε=7.6MeV)→119Pd(ε=8.5MeV)+119Pd,放 出很大的能量:214MeV
– 竞争关系:α衰变,T1/2=4.5×109年;fission, T1/2=1016年
• 反应堆,原子弹
3 / 54
芝加哥大学中的雕塑
4 / 54
✓ §5.1 原子核的裂变反应
§5.2 原子核的聚变反应
A2
Z
Z1 1 Z2 2
其中

5.4核裂变与核聚变

5.4核裂变与核聚变

5.4 核裂变与核聚变知识点一、核裂变的发现1.核裂变:铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块,这类核反应定名为核裂变.2.铀核裂变用中子轰击铀核时,铀核发生裂变,其产物是多种多样的,其中一种典型的反应是23592U+1n→144 56Ba+8936Kr+310n.3.链式反应中子轰击重核发生裂变后,裂变释放的中子继续与其他重核发生反应,引起新的核裂变,使核裂变反应一代接一代继续下去,这样的过程叫作核裂变的链式反应.4.临界体积和临界质量:核裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的临界体积,相应的质量叫作临界质量.知识点二、反应堆与核电站1.核电站:利用核能发电,它的核心设施是反应堆,它主要由以下几部分组成:(1)燃料:铀棒.(2)慢化剂:石墨、重水和普通水(也叫轻水).(3)控制棒:为了调节中子数目以控制反应速度,还需要在铀棒之间插进一些镉棒,它吸收中子的能力很强,当反应过于激烈时,将镉棒插入深一些,让它多吸收一些中子,链式反应的速度就会慢一些,这种镉棒叫作控制棒.2.工作原理核燃料发生核裂变释放的能量使反应区温度升高,水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动,把反应堆内的热量传输出去,用于发电,同时也使反应堆冷却.3.核污染的处理在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层,用来屏蔽裂变产物放出的各种射线.核废料具有很强的放射性,需要装入特制的容器,深埋地下.核电站的主要部件及作用组成部分材料作用裂变材料(核燃料)浓缩铀提供核燃料减速剂(慢化剂)石墨、重水或普通水(也叫轻水)使裂变产生的快中子减速控制棒镉棒吸收中子,控制反应速度热交换器水或液态的金属钠传输热量防护层厚水泥层防止放射线泄露,对人体及其他生物体造成伤害知识点三、核聚变1.定义: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.核反应方程:21H+31H→42He+10n+17.6 MeV.3.条件:使轻核的距离达到10-15 m以内.方法:加热到很高的温度.4.宇宙中的核聚变:太阳能是太阳内部的氢核聚变成氦核释放的核能.5.人工热核反应:氢弹.首先由化学炸药引爆原子弹,再由原子弹爆炸产生的高温高压引发热核爆炸.6.核聚变与核裂变的比较(1)优点:①轻核聚变产能效率高;②地球上核聚变燃料氘和氚的储量丰富;③轻核聚变更为安全、清洁.(2)缺点: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.解决方案:磁约束和惯性约束.重核裂变与轻核聚变的区别重核裂变轻核聚变[例题1]关于链式反应,下列说法正确的是()A.只要有中子打入铀块,一定能发生链式反应B.只要是纯铀235,一定能发生链式反应C.只要时间足够长,就可以发生链式发应D.铀块体积超过临界体积时,一旦中子进入就可以引发铀核的链式反应【解答】解:发生链式反应的条件:(1)发生裂变时物质的体积大于等于临界体积,链式反应的发生条件需满足铀块的大小足够大,只有当铀块足够大时,裂变产生的中子才有足够的概率打中某个铀核,使链式反应进行下去,即需使铀块体积超过临界体积,才能发生链式反应,(2)有足够浓度的铀235,(3)有足够数量的慢中子,故D正确,ABC错误。

第裂变和聚变课件ppt

第裂变和聚变课件ppt
核医学在肿瘤诊断和治疗方面具有独特的优势 ,已成为现代医学的重要分支。
核武器
核武器是利用核反应产生大规模杀伤和破坏作用的 武器。
核武器具有巨大的杀伤力和破坏力,可造成人员和 物质的严重伤亡和损失。
核武器已成为国际政治和安全领域的重要议题, 国际社会普遍呼吁禁止和销毁核武器,维护世界
和平与安全。
04
02
核能发电具有高能量密度、低运行成本、不依赖化石燃料等优势,已成为现代 能源体系的重要组成部分。
03
全球已有数百个核反应堆在运行,为数十个国家和地区提供电力,减少了对化 石燃料的依赖,有助于环境保护和可持续发展。
核医学
核医学是利用核技术诊断和治疗疾病的医学领 域。
通过放射性同位素标记药物,可以用于追踪病 变、诊断疾病,以及治疗癌症等疾病。
供支持。
加强能源安全
发展多种能源来源,降低对化 石燃料的依赖,提高能源安全
性。THANKS源自险增加。放射性废料的处理
高放射性废料处理
高放射性废料具有极高的辐射能量和毒性,处理不当可 能对环境和人类健康造成严重影响。
低放射性废料处理
低放射性废料虽然辐射强度较低,但如果处理不当,仍 可能对环境和人类健康造成一定影响。
放射性废料储存和管理
为确保放射性废料的安全储存和管理,需采取严格的安 全措施和监管制度。
地球的演化
裂变和聚变在地球的演化过程中也发挥了重要作用。例如,地球的形成早期,大量的陨石 和小行星撞击地球,带来了大量的重元素,这些重元素通过裂变和聚变等过程为地球提供 了能量和物质支持。
02
裂变和聚变的物理机制
裂变的物理机制
核裂变是重核分裂成两个或多个较轻的原子核的过程 ,这个过程需要消耗一定的能量。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

3.两个质量较小的原子核在超高温
下结合成质量较大的原子核,同时 释放出能量的过程叫做 。 4.利用核能发电是通 释放 的能量发电的.核电站的核心设备 是 ,在其内部发生链式反应 是 控制的.而原子弹爆炸时其 内部发生的链式反应是不加控制的.
5.在太阳内部每时每刻都在发生着
剧烈的 .(选填“核裂 变”或“核聚变”) 6.核电站利用核能发电是通过能量 的转化来实现的,在核反应堆中实 现了 能向 能的转化, 又通过汽轮机将 能转化为 能,再通过发电机将机械能转化为 电能。
小结:
1、核电站中的能量转化: 核能 内能 机械能 电能
2、核电站的核心设备是 . 在其内部发生的链式反应是可以控制的. 3、目前人类对核能的和平利用仅局限在 可控 .(选填“核裂变”或“核 聚变”) 4、存在的问题:
--放射性污染
课堂练习
1.获得核能的两种途径是

. 2.质量较大的原子核在中子的轰击 下分裂成两个中等大小的原子核, 并释放能量的过程,叫做 。
三、获得核能的途径之二-----核聚变
1、核聚变的概念
两个质量较小的原子核在超高温下结合 成质量较大的原子核,同时释放出能量的过 程叫做核聚变,也叫做热核反应。
一个中子 (伴随能 量释放) 氦核根据核聚变的原理制成。威力 比原子弹还大。
核聚变实 例:太阳内 部每时每 刻都在发 生着剧烈 的核聚变.
裂变和聚变
日本广岛
原子弹爆炸时释放的能量 来源于哪里呢?
知识回顾
1、分子是由 构成的,原子的中心 是 ,它的周围有一定数目的 在 绕它运动。 2、原子核是由 和 构成 的。 带正电,它的电荷量跟核外电子 的电荷量相等, 不带电。原子核几乎集 中了原子的全部质量。


质子、中子依靠强大的 核力紧密地结合在一起,因 此原子核十分牢固,要使它 们分裂或结合是极其困难的。 如果原子核分裂或重新组合, 又会怎样呢?
3、核裂变的应用1---核电站
核电站的核心设备-----核反应堆
核电站工作示意图
思考:在核电站工作过程中,能是如何转化的? 核能→ 能→ 能→ 能
核电站
3、核裂变的应用2---原子弹
原子弹――根据核裂变的原理制成。 属于不可控制的链式反应的结果!

钱管家 吼牧映
一、核能
--原子核发生改变时所释放出的能量
获得核能有两种途径
1、裂变 2、聚变
二、获得核能的途径之一----核裂变
1、核裂变的概念
质量较大的原子核在中子的轰击下分裂 成两个中等大小的原子核,并释放能量的 过程,叫做核裂变。
2.核裂变中的链式反应模型
裂变的链反应如果能得到控制,释放 的核能就能被和平利用.
相关文档
最新文档