高中物理之核聚变知识点
高中物理选修2-3核聚变
• EAST全超导非圆截面核聚变实验装置
• 阳系带来光和热，其中心温度达到1500万摄氏度，另外还有巨大 的压力能使核聚变正常反应，而地球上没办法获得巨大的压力， 只能通过提高温度来弥补，不过这样一来温度要到上亿度才行。 核聚变如此高的温度没有一种固体物质能够承受，只能靠强大的 磁场来约束。此外这么高的温度，核反应点火也成为问题。不过 在2010年2月6日，美国利用高能激光实现核聚变点火所需条件。 中国也有“神光2”将为我国的核聚变进行点火。
0．85MeV高4倍。因此聚变能是比裂变能更为巨大的一种核能。
•
核聚变能利用的燃料是氘（D）和氚。氘在海水中大量存在。海水中
Hale Waihona Puke 大约每600个氢原子中就有一个氘原子，海水中氘的总量约40万亿吨。每
升海水中所含的氘完全聚变所释放的聚变能相当于300升汽油燃料的能量。
按目前世界消耗的能量计算，海水中氘的聚变能可用几百亿年。氚可以有
随着温度的急剧升高。当温度达到所需要的点火温度（大概需要几十亿度）时，小球内气体便发
生爆炸，并产生大量热能。这种爆炸过程时间很短，只有几个皮秒（1皮等于1万亿分之一）。如
每秒钟发生三四次这样的爆炸并且连续不断地进行下去，所释放出的能量就相当于百万千瓦级的
发电站。
•
原理上虽然就这么简单，但是现有的激光束或粒子束所能达到的功率，离需要的还差几十倍、
•
目前人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的
爆炸。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的
控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出。
科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很
长的路要走。
• 1、可控核聚变的发生条件
•
高中物理之核聚变知识点
高中物理之核聚变知识点核聚变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。
轻核的聚变（热核反应）某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做聚变。
轻核的聚变：根据所给数据,计算下面核反应放出的能量：发生聚变的条件：使原子核间的距离达到10的负15次方m. 实现的方法有：1、用加速器加速原子核；2、把原子核加热到很高的温度；108～109K 聚变反应又叫热核反应核聚变的利用——氢弹可控热核反应——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。
1.热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。
①轻核聚变产能效率高。
②地球上聚变燃料的储量丰富。
③轻聚变更为安全、清洁。
2.现在的技术还不能控制热核反应。
①热核反应的的点火温度很高；②如何约束聚变所需的燃料；③反应装置中的气体密度要很低，相当于常温常压下气体密度的几万分之一；3.实现核聚变的两种方案。
①磁约束（环流器的结构）②惯性约束（惯性约束）习题演练1. （2011年绍兴一中检测）我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电、显示了EAST装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1000 s，温度超过1亿度，标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平．合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方．核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m1，中子的质量为m2，He的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法中正确的是（）A．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是质子B．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是中子C．两个氘核聚变成一个He所释放的核能为（2m1－m3－m4）c2D．与受控核聚变比较，现行的核反应堆产生的废物具有放射性2. 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习题解析1. BD2. D。
高中物理第十九章原子核核聚变粒子和宇宙教材梳理素材
7 核聚变8 粒子和宇宙疱丁巧解牛知识·巧学一、核聚变1.定义:轻核结合成质量较大的原子核的反应叫聚变。
例如H21+H31→He42+n12。
聚变发生的条件(1)要使轻核聚变,就必须使轻核接近核力发生作用的距离10—15m，但是原子核是带正电的，要使它们接近10-15m就必须克服电荷间很大的斥力作用，这就要求原子核具有足够的动能.要使原子核具有足够大的动能，就要给核加热，使物质达到几百万摄氏度的高温.（2）在高温下,原子已完全电离，形成物质第四态——等离子态，等离子体的密度及维持时间达到一定值时，才能实现聚变.3。
轻核必须在很高的温度下相遇才能发生聚合放出更大的能量，由于温度较高，所以聚变也称为热核反应.联想发散原子弹爆炸时，能产生这样的高温，然后引起轻核的聚变，氢弹就是根据这一原理制成的.太阳等许多恒星内部都进行着剧烈的核聚变，温度高达107K以上，向外释放大量的能量，地球只接收了其中的二十亿分之一左右。
4。
聚变与裂变的比较（1)能用于热核反应的原料极其丰富，裂变的原料比较稀缺.（2)同样情况下聚变放出的能量比裂变大.(3)热核反应后的遗留物对环境污染小，这一点裂变无法相比。
二、受控热核反应1.热核反应的优点(与裂变相比）（1)产生的能量大；(2）反应后生成的放射性物质易处理；(3)热核反应的燃料在地球上储量丰富.2。
实现核聚变的难点地球上没有任何容器能够经受如此高的温度，为解决这个难题，目前有3种方法对等离子体进行约束，即引力约束、磁约束和惯性约束。
3。
热核反应的两种方式爆炸式热核反应；受控式热核反应,目前正处于探索、试验阶段。
三、“基本粒子”不基本1。
19世纪末,许多人认为光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本粒子.2.从20世纪起科学家陆续发现了400多种同种类的新粒子，它们不是由质子、中子、电子组成。
3。
科学家进一步发现质子、中子等本身也是复合粒子，且还有着复杂的结构。
了解核聚变的基础知识
了解核聚变的基础知识核聚变是一种能源产生方式，它利用了太阳和恒星中发生的自然过程。
在核聚变过程中，轻元素（如氢）的原子核融合在一起形成更重的元素，释放出巨大的能量。
与核裂变不同，核聚变是一种可持续的能源来源，不会产生大量的放射性废物。
1. 核聚变的原理核聚变的原理是将两个轻元素的原子核融合在一起形成一个更重的元素。
在太阳和恒星中，主要发生的是氢的核聚变，即将两个氢原子核融合成一个氦原子核。
这个过程中释放出的能量来自于原子核之间的引力相互作用。
2. 核聚变的能量释放核聚变释放的能量来自于原子核之间的引力相互作用。
在核聚变过程中，原子核之间的引力会克服它们之间的静电斥力，使得它们能够靠近并融合在一起。
当原子核融合时，一小部分质量会转化为能量，根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，质量和能量之间存在着等价关系。
3. 核聚变的条件要实现核聚变，需要满足一定的条件。
首先，需要高温环境，通常需要达到数百万摄氏度以上的温度，以克服原子核之间的静电斥力。
其次，需要高密度的物质，以增加原子核之间的碰撞概率。
此外，还需要足够长的时间，以使得足够多的原子核发生融合。
4. 核聚变的应用核聚变具有巨大的潜力，被认为是未来清洁能源的解决方案之一。
核聚变不会产生大量的放射性废物，且燃料来源广泛，主要是氢和氘等轻元素。
此外，核聚变释放的能量非常巨大，远远超过化石燃料和核裂变。
目前，科学家们正在努力研究和开发核聚变技术，以实现可控的核聚变反应。
5. 当前的挑战和前景尽管核聚变具有巨大的潜力，但目前仍面临许多挑战。
首先，实现可控的核聚变反应需要解决高温、高密度和长时间的问题。
其次，建造和维护核聚变反应堆的成本非常高昂。
此外，还需要解决放射性废物处理和安全性等问题。
然而，随着科学技术的不断进步，人们对核聚变的研究和开发取得了一些重要的进展。
国际热核聚变实验堆（ITER）是目前最大的核聚变研究项目，旨在验证核聚变的可行性。
如果核聚变技术能够成功实现，将为人类提供清洁、可持续的能源来源，解决能源危机和环境问题。
高中物理 19.7核聚变详解
高中物理| 19.7核聚变详解核聚变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。
1轻核的聚变（热核反应）某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做聚变。
轻核的聚变:根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:发生聚变的条件:使原子核间的距离达到10的负15次方m.实现的方法有:1、用加速器加速原子核；2、把原子核加热到很高的温度；108～109K 聚变反应又叫热核反应核聚变的利用——氢弹2可控热核反应——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。
1.热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。
①轻核聚变产能效率高。
②地球上聚变燃料的储量丰富。
③轻聚变更为安全、清洁。
2.现在的技术还不能控制热核反应。
①热核反应的的点火温度很高；②如何约束聚变所需的燃料；③反应装置中的气体密度要很低，相当于常温常压下气体密度的几万分之一；3.实现核聚变的两种方案。
①磁约束（环流器的结构）②惯性约束（惯性约束）习题演练1. (2011年绍兴一中检测)我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电、显示了EAST装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1000 s，温度超过1亿度，标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平．合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方．核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m1，中子的质量为m2，He的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法中正确的是()A．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是质子B．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是中子C．两个氘核聚变成一个He所释放的核能为(2m1－m3－m4)c2D．与受控核聚变比较，现行的核反应堆产生的废物具有放射性2. 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。
07核聚变
（高温不能维持反应就能自动终止，聚变产生的 氦是没有放射性的。废物主要是泄露的氚，高速 中子、质子与其他物质反应生成的放射性物质， 比裂变反应堆生成的废物数量少，容易处理）
2.实现核聚变的难点：地球上没有任何容器能 够经受如此高的温度。为了解决这个难题，科 学家设想了两种方案：①磁约束 ②惯性约束
核子平 均质量
D E
合成
F
O
Fe
原子序数
第七节、核聚变
一、 轻核的聚变
某些轻核能够结合在一起，生成一个较大 的原子核，同时放出大量的核能。这种核 反应叫做聚变。
〓
聚变
2 1
H31H42
He01n
2 1
H
21H23
He01n
已知铀核裂变的反应：
235 92
U+
1 0
n
→15461Ba
+
92 36
氢弹爆炸形成的磨姑云
核聚变普遍存在于宇宙中
二、受控热核反应——核聚变的利用
1、热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。
1）轻核聚变产能效率高 2）地球上聚变燃料的储量丰富
（每升水中就含有0.03g氘，地球上有138.6亿亿立 方米的水，大约有40万亿吨氘。氚可以利用锂来 制取，地球上锂储量有2000亿吨）
Kr+310
n
mu 390 .3139 1027 kg mn 1.6749 10 27 kg mBa 234 .0016 10 27 kg mkr 152 .6047 10 27 kg
求：（1）该核反应释放的能量 201MeV （2）平均每个核子释放的能量 0.852MeV
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:
物理核裂变核聚变知识点
物理核裂变核聚变知识点
物理核裂变和核聚变都是原子核反应的两种形式，二者的区别在于物理核裂变是将一个重核分裂成两个或若干个轻核，而核聚变是将两个或若干个轻核聚合成一个较重的核。
物理核裂变的条件：重核的裂变需要被快中子激发，因此需用中子轰击重核，使其裂变成两个或若干个同性质的轻核，同时释放出大量的能量和几个新的快中子，这些快中子又可以引起其他核的裂变。
物理核裂变的应用：核反应堆利用核裂变的过程，产生大量的热能，通过水的循环提供高温高压蒸汽，带动涡轮，驱动发电机转动，最终产生电能。
核聚变的条件：核聚变需要将两个轻核在高温高压下聚合成一个较重的核，需要有足够高的温度和压力，并且需要保持稳定的反应过程，否则会出现爆炸现象。
核聚变的应用：核聚变是目前实现核能利用的最理想方式之一，该方法不产生大量放射性废料，也不会造成严重的环境污染，而且燃料充足，不会出现资源的短缺问题，但目前实现核聚变的技术尚未成熟，仍需不断的研究和发展。
核聚变知识点总结
核聚变知识点总结一、核聚变的基本原理核聚变是指两个轻原子核结合成一个更重的原子核，并释放出大量的能量。
在核聚变过程中，两个原子核之间的斥力被克服，原子核间的吸引力带来的库伦势能被转化为核势能，导致核结合能的释放。
核聚变的最重要的反应是氘和氚的聚变反应，即：2H + 3H → 4He + n这个过程释放出大量的能量，是目前人类利用的最主要的核聚变反应。
核聚变过程中释放的能量来源于原子核结合能的差异，也就是说，在反应前后原子核的质量发生了变化。
根据爱因斯坦的质能方程，ΔE=Δmc^2，质量的变化导致了能量的释放，这就是核聚变释放能量的基本原理。
二、核聚变的实现方法目前人类实现核聚变的方法主要有两种：惯性约束核聚变和磁约束核聚变。
1. 惯性约束核聚变惯性约束核聚变是利用激光或者离子束等外部能量源对核燃料进行加热和压缩，从而实现核聚变反应。
这种方法的优点是能量密度高，但是实现过程中要求能量源对燃料进行非常强烈的压缩和加热，技术难度非常大。
2. 磁约束核聚变磁约束核聚变是利用磁场来约束等离子体，使其达到足够高的温度和密度，实现核聚变反应。
磁约束核聚变的优点是可以在相对较低的温度下实现反应，并且不需要外部压缩力，因此技术难度较小。
但是也需要超级导体、等离子体稳定控制等技术来实现。
三、核聚变的研究进展核聚变的研究历史可以追溯到上世纪初，但是直到现在，人类依然没有找到一种实用的、可持续的核聚变能源。
不过，近些年来，国际上的核聚变研究取得了一些进展。
1. ITER项目ITER项目是国际热核聚变试验堆，是目前全球最大的核聚变研究项目。
该项目由欧盟、美国、日本、俄罗斯、中国、韩国等国共同合作建设，旨在验证核聚变能源的可行性。
ITER项目计划于2025年开始运行，预计将给核聚变能源开发带来重大突破。
2. 国内核聚变研究中国也在积极推进核聚变能源的研究和发展。
中国已经建成了东方之光、HL-2M等多台核聚变实验装置，并且计划启动EAST实验装置的升级工程。
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高中物理之核聚变知识点
核聚变
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。
轻核的聚变（热核反应）
某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做聚变。
轻核的聚变：
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量：
发生聚变的条件：
使原子核间的距离达到10的负15次方m. 实现的方法有：
1、用加速器加速原子核；
2、把原子核加热到很高的温度；108～109K 聚变反应又叫热核反应
核聚变的利用——氢弹
可控热核反应——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。
1.热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。
①轻核聚变产能效率高。
②地球上聚变燃料的储量丰富。
③轻聚变更为安全、清洁。
2.现在的技术还不能控制热核反应。
①热核反应的的点火温度很高；
②如何约束聚变所需的燃料；
③反应装置中的气体密度要很低，相当于常温常压下气体密度的几万分之一；
3.实现核聚变的两种方案。
①磁约束（环流器的结构）
②惯性约束（惯性约束）
习题演练
1. （2011年绍兴一中检测）我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电、显示了EAST装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1000 s，温度超过1亿度，标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平．合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方．核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m1，中子的质量为m2，He的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法中正确的是（）A．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是质子B．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是中子C．两个氘核聚变成一个He所释放的核能为（2m1－m3－m4）c2
D．与受控核聚变比较，现行的核反应堆产生的废物具有放射性
2. 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
习题解析
1. BD
2. D。