c4核反应裂变聚变.ppt

V.3 Nuclear Reaction; 费米：中子慢化增加中子核反应的概率，1938年得NOBEL物理奖。 含氢的物质，如石蜡对中子有很好的慢化作用。 超铀元素 Z=92 的铀元素是天然存在的最高原子序数的元素。周期表里所有铀以后的元素都是通过人工核反应制造的。; 中子活化分析：中子照射使稳定核素具有放射性。 有很多应用：地质，冶金，石油，考古等。 拿破仑的头发经中子活化分析，砷含量超标4，5倍，肯定是砒霜中毒而死。 ;核反应：; 核反应遵守的规律： 电荷守恒(charge conservation)， 能量守恒， 动量守恒， 角动量守恒 等等。;3.2 反应能 Q;例如：;Px; 阈能 当 Q 0 时，核反应要在外界提供足够的能量的情况下才能发生：即入射粒子的动能要足够大，所需要的最小的能量即为阈能。;v; 核反应的概率用反应截面描述：一个靶核的有效截面积。; 微分截面;?; 细致平衡原理; 核反应机理 A。复合核过程;B。掇拾反应;C。削裂反应; 电荷交换反应 如（p，n）反应。 光核反应 如（?，p）反应; 光学模型 核相互作用图象：; 巨共振; GQR（巨四极）;V.4 裂变 Fission;235U 是自然界仅有的能由热中子引起裂变的核素，但只占天然铀的0.72%（其他主要是238U，不能裂变）。 238U 可以通过中子照射产生裂变核素239Pu。 p，d，?粒子等高能粒子轰击其他重核如Bi，Pb，Tl也能引起裂变。 还可能有三分裂变，四分裂变，但概率很小。 ;185MeV 可用。1g 235U:;4.3链式反应; 链式反应 中子产额：铀核裂变平均 2.5个中子。 中子慢化：热中子的反应截面大增。 临界体积：爆炸！;炸药;1964年中国原子弹爆炸;反应堆：用控制棒（ 镉）吸收中子来控制反应的速度。1秒内产生大约1000代中子。;核电站;;一座100万千瓦的核电站每年只需要补充30吨左右的核燃料，而同样规模的烧煤电厂每年要烧煤300万吨，每天需要100多节火车皮或者一艘万吨货轮来运输，还要产生几万吨???煤渣。　　　　;大亚湾核电站;;;;浙江秦山核电站 300 MW 广东大亚湾核电站 2000MW 广东岭澳核电站 2000MW 江苏田湾核电站 1000MW 广东阳江核电站，山东海阳核电站，福建核电站，在建。 法国核电：占78%，欧洲多国：50%以上。;阳江核电站（已开工）;福建核电站（设计）;1938年，德国，链式反应。 1942年，美国成功试验反应堆。 1945年，美国，原子弹试爆成功。 1945年，日本，原子弹炸毁广岛，长崎。 1952年，美国，苏联，氢弹试爆成功。 1954年，苏联，第一座核电站。 1957年，美国，第一座核电站。 1958年，中国，反应堆试制成功。 1964年，中国，原子弹试爆成功。 1967年，中国，氢弹试爆成功。 1991年，中国，秦山核电站 1993年，中国，大亚湾核电站;V.5 聚变 Fusion; 由于核与核之间巨大的库仑排斥力，这些反应要在很高的入射能量下才能进行。但由于量子隧道效应大约 1 500万度的温度下已经具有足够的核聚变概率。（足够大的反应截面，见P335）。;2。太阳的能源：;太阳质量为地球质量的33万倍，约2*1027吨，每年燃烧消耗1.9*1016吨氢，但只是太阳质量的极小部分。太阳已经存在50亿年，还可维持50亿年。;3。氢弹;1952年11月，美国试爆成功，1000万吨TNT； 1953年8月，苏联 1966年12月28日???中国 中子弹 氢弹的中子辐射比原子弹的比例高90%以上。中子弹就是一个小型氢弹。中子辐射对建筑物没有破坏性，对生命有强大的杀伤力。 ;太阳内部温度1500万度，表面6000K，半径70万公里。太阳如何约束氢等离子体？ 引力约束：巨大质量的引力。 地球上：？？？;4。受控核聚变;;;