核裂变+核聚变.ppt

* * 质量亏损表明:原子核内的确存在着结合能。 核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm 中等大小的核比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大)，这些核最稳定。 复习引入 核反应 电子 原子核 在核物理学中,原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。 Fe 研究表明：核子的平均质量与原子序数有如图关系： 原子核的质量 核子数 核子的平均质量： 核子平均质量 比结合能 Z 中等大小的核平均质量小，比结合能大。 生成中等大小的核时，有质量亏损，放出能量。 图像对比 一、裂变与聚变 〓 聚变 〓 裂变 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，释放出核能的反映叫做聚变。 二、重核的裂变 重核受到其他粒子(如中子)轰击时分裂成两块或两块以上中等质量的核的过程称为裂变。裂变过程中放出中子并释放大量能量。 1938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。之后，核能利用问题才逐渐被了解清楚，从而使控制和利用原子能成为可能。 核裂变是大核分裂为小核的过程，普通的核武器和核电站都依赖于裂变过程产生的能量。 裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损： + → + + 1、核反应方程： 铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子 释放出的能量为: + → + + 其他反应: 2、链式反应： 用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中子又引起了其他铀核的裂变，由重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程,叫做核裂变的链式反应。 发生链式反应 爆炸 利用一个中子轰击一个轴核，使轴核发生裂变，在反应中还放出3个中子，中子对未反应的轴核再进行轰击，从而使核反应出现连锁反应，使在短时间内出现积累效应。 3、反应的特点： 4、临界体积与临界质量 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。 多少铀块能够进行链式反应呢？ 原子核的体积非常小，如果铀块不够大，中子在铀块中通过时，有可能碰不到铀核而使链式反应不能进行。只有当铀块足够大时，裂变产生的种子才有足够概率打中某个铀核，使链式反应进行下去。 足以维持链式反应正常进行的裂变材料质量叫临界质量， 铀235 的临界质量约为1kg，质量超过1kg则发生爆炸。 任何有核反应堆的国家都不难得到爆炸级的裂变材料，原子弹的基本设计又如此简单，从而为防止核武器扩散带来了困难。 1kg铀全部裂变，它放出的能量相当于两千多吨优质煤完全燃烧时释放的能量。 解决能源危机根本途径—核能。可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。核电是经济、安全、干净的能源。 三、核电站 1、定义：利用反应堆中的核燃料裂变放出的核能转变为电能的发电厂，叫做核电站。 2、反应堆 用人工的方法控制核裂变链式反应速度获得核能的装置，叫做反应堆。 反应堆主要由核燃料棒、减速剂、控制棒、冷却系统和防护层等构成。 核反应堆 水泥防护层 控制棒—镉棒 燃料棒—铀棒 减速剂 核反应堆 快中子变慢中子 控制反应速度 “烧”掉一支铅笔的 核燃料，释放的能量 相当于10吨煤燃烧放 出的热量；一座核电站，每年消耗30吨左右的铀,而同样功率的火电站，要消耗250万吨的煤。 核发电量占总发电比例最多的10个国家： 法国 75% 立陶宛 73.1% 比利时 57.7% 保加利亚 47.1% 斯洛伐克 47% 瑞典 46.8% 乌克兰 43.8% 韩国 42.8% 匈牙利 38.3% 亚美尼亚 36.4% 世界核能发电占全部电量1/4 核能—解决能源危机的根本途径 第二次世界大战结束后，科学家迅速将原子能的利用转向和平用途。 秦山核电站 大亚湾核电站 核电站 我国第一座实验性反应堆是在1954年6月建成投入运行的，我国自行设计研制、建造的秦山核电站已经运行发电了；广东大亚湾电站也已建成，并运行发电了，其发电量可达100亿度。 1、定义：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。 四、轻核的聚变(热核反应) 2、核反应方程 聚变中释放出巨大的能量，在上述聚变中，聚变后的总质量小于聚变前的总质量，质量亏损： 释放出的能量为: 使原子核间的距离达到10-15m，为了克服库仑斥力，原子核需要很大