3-5_第4章核能.ppt

释放的核能 裂变以前 裂变以后 PhyPower AzerStudio 默写： 1.质子的发现人及核反应方程 2.中子的发现人及核反应方程 3.三种放射性射线的名称及本质 （按穿透能力由小到大的顺序写） 4. 第4章　核　能 物理3-5 一、核力与核能 1、核力 强力（强相互作用） 短程力，作用范围在2fm左右 核力与核电荷无关 核子不能无限靠近，在某些情况下表现为斥力。大体上说核子间的距离在0.8~1.5fm 之间表现为引力；小于0.8fm表现为斥力，大于4~5fm时核力急剧下降，几乎消失；大于10fm时，核力消失。 约10-14m 约10-15m 反应前质量/kg 反应后质量/kg mn 1.6749×10－27 m氘 3.3436×10－27 mp 1.6726×10－27 总质量 总质量 3.3436×10－27 在物理上，原子核的质量总是小于组成该核的全部核子独自存在时的总质量，这两者的差额叫做质量亏损 一、核力与核能 3.3475 ×10－27 定义： 任何一个原子核的质量总是小于组成它的所有 核子的质量之和，这一差值叫做质量亏损。 质能方程： 质能方程的本质： 揭示了质量和能量的不可分割性，建立了这两个属性在 数值上的关系，质量和能量在数值上的联系不等于这两 个量可以相互转化。 应用质能方程时常用单位： 原子质量单位是1u 损失1u的质量所对应的能量为 一、核力与核能 2、质量亏损 练习：当氘核和氚核聚合成氦核时会释放大量能量，设氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3,中子的质量为m4,则反应过程中释放的能量为： （ ） A、 C、 D、 B、 核反应方程为： 一、核力与核能 3、结合能与平均结合能 原子核的结合能：核子结合成原子核所释放的能量。 平均结合能：平均每个核子的结合能称为平均结合能。平均结合能越大，原子核越难分离。 重核容易裂变成中等质量的核而放出能量。 轻核容易聚变成较重的核而放出能量。 一、核力与核能 裂变和聚变 重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变（nuclear fission）。 轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变。 〓 聚变 〓 裂变 1、发现：1938年12月，德，哈恩和斯特拉斯曼 2、特点：裂变产物具有多样性，同时放出2～3个中子，这些中子引发新一轮裂变，即链式反应。 3、核能：裂变中有质量亏损，因而有核能的释放 二、重核的裂变 反应过程中质量减少△m=0.2135u.反应中释放的能量: △E= △m·c2=201兆电子伏. 4、说明：（1）在天然铀中，主要有两种同位素，其中99.3%是铀238，0.7%是铀235。铀235俘获各种能量的中子都会发生裂变，而且俘获能量低的中子发生裂变的几率较大。铀238只有俘获能量大于1MeV的中子才可能发生裂变，并且几率很小。因此，为了使裂变的链式反应容易发生，最好是利用纯铀235。 4、说明：（2）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。 铀235的临界质量约为1KG，即质量超过1KG将爆炸。 只要有中子进入铀块，会立即引起铀核的链式反应，在极短时间内就会释放出大量的核能，发生猛烈的爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的。 巨大的核能 2000t＝2×106kg煤 1kg　铀235 链式反应 链式反应的应用——原子弹 氢弹爆炸形成的磨姑云 原子弹装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑． 链式反应的应用——原子弹 在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所有的动物全部死亡． “原子弹之父” 奥本海默在核爆观测站里感到十分震惊，他想起了印度一首古诗：“漫天奇光异彩，有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争辉．我是死神，我是世界的毁灭者．” 链式反应的应用——反应堆与核电站 水管 铀棒 镉棒 石墨 水泥防护层 减速剂 核原料 冷却剂 热交换 控制反应速度 防 辐 射 吸收慢中子 “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。 世界核能发电占全部电量1/4 核电站 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。 三、轻核的聚变(热核反应) 2、核反应方程 使