19.7核聚变学案.docVIP

19．7 核聚变[ 【知识要点】 （一）核聚变 1聚变 聚变：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。 2.轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能 因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大 氢的聚变反应： 21H+21H→31He+11H+4 MeV、 21H+31H→42He+10n+17.6 MeV 释放能量：ΔE＝Δmc2＝17.6 MeV，平均每个核子释放能量3 MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍 3.核聚变发生的条件 微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15 m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。 宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。 4.两种核聚变实例：（1）氢弹；（2）太阳 （二）受控热核反应 1.聚变与裂变相比有很多优点 第一、轻核聚变产能效率高 第二、地球上聚变燃料的储量丰富 第三、是轻核聚变反应更为安全、清洁。 2. 科学家设想的受控热核反应有两种方案：【典型例题】 例：三个α粒子结合成一个碳C，已知碳原子的质量为12.0000 u，氦原子的质量为4.0026 u．(1 u＝1.66×10－27 kg) (1)写出核反应的方程； (2)这个核反应放出的能量是多少焦？ (3)这个能量合多少MeV? 解析：(1)3He―→C＋ΔE (2)Δm＝3×4.0026 u－12.0000 u＝0.0078 u Δm＝0.0078×1.66×10－27 kg＝12.948×10－30 kg ΔE＝Δmc2≈1.165×10－12 J (3)ΔE＝1.165×10－12/(1.6×10－19) eV ≈7.28×106 eV＝7.28 MeV 【巩固练习】 1．把两个质量较________的原子核结合成质量较________的原子核的过程叫_______________，由于这种反应需要在几百万度的高温下进行，所以也叫_________________。 2．轻核聚变与重核裂变相比有更多的优点，第一，轻核聚变产能效率较________；第二，地球上核聚变燃料的储量______________；第三，核聚变更____________、更清洁。科学家设想的受控热核反应有两种方案：即______________和_______________。 3．下列核反应中属于轻核聚变的是 ( ) A． H＋ H → He＋ n B． Th → Pa+ e C． Be + He → C+ n D． U → Th+ H 4．关于轻核聚变，下列说法正确的是 ( ) A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时释放出能量 B．同样质量的物体发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大很多 C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积 D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能 5．关于我国已建成生产的秦山和大亚湾核电站，下列说法正确的是 ( ) A．它们都是利用核聚变释放核能 B．它们都是利用核裂变释放核能 C．两者的核燃料都是纯铀235 D．前者是利用核聚变释放核能，后者是利用核裂变释放核能 6．一个质子和两个中子聚变成一个氚核，已知质子质量为1.0073u，中子质量为1.0087u，氚核质量为3.0180u， （1）写出核反应方程； （2）求该反应中释放的核能。 来源:学.科.网] 7．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源。 (1)写出这个核反应方程； (2)这一核反应能释放多少能量？ (3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？(mp＝1.007 3 u，mα＝4.001 5 u，me＝0.000 55 u) [来源:Z*xx*k.Com] 8. 氘核和氚核发生聚变，放出一个中子和17.6MeV的能量.计算2克氘和3克氚聚变放出的能量，并写出核反应方程.[来源:学科网ZXXK] 参考答案: 1、小，大，轻核聚变，热核反应 2、高，丰富，安全，磁约束，惯性约束， 3、A 、BD 、B 、（1） H＋2 n→ H （2）6.24 MeV 7、解析：(1)核反应方程是4H→He＋2e (2)这一核反应的质量亏损是 Δm＝4mp－mα－2me＝0.026 6 u， ΔE＝Δmc2