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原子核的聚变和裂变
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周宇成,包国权,汪崇金,石紫喜,李伟安
重核裂变与轻核聚变
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.
质量亏损
释放能量
一、重核裂变
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
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:
求:该核反应释放能量;
亏损质量:
释放能量:
Δm = (mu+ mn) - (mBa+mKr+3mn)
= 0.3578×10-27kg
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。
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。
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年被美国原子弹轰炸后的日本广岛。
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。
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、核电站
二、核电站
1.核反应堆
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。
三、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。
2.聚变方程:
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:
氦核的质量:mα=4.002603u
中子的质量:mn=1.008665u
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。
氘核的质量:mD=2.014102u氚核的质量:mT=3.016050u
三、核聚变
3.发生条件:
4.方法:
两个原子核的距离接近10-15m.
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”。
(激光引爆、裂变引爆)
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)。
三、核聚变
氢弹是利用核聚变制造的大规模杀伤性核武器。
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