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高中物理4核裂变与核聚变图片ppt课件

核能基本概念与原理核裂变反应过程及条件核聚变反应过程及条件核裂变与核聚变图片展示核能利用现状、问题与挑战环境保护意识培养与科普教育contents目录

01核能基本概念与原理

核能是原子核分裂或聚变时所释放出的能量。定义能量密度高，清洁无污染，但存在安全风险。特点核能定义及特点

由质子和中子组成的带正电荷的粒子。原子核组成原子核稳定性原子核结合能与质子数和中子数的比例有关，某些原子核具有天然放射性。将原子核分解为独立的核子所需的能量。030201原子核结构与性质

不稳定原子核自发地放射出射线而转变为另一种原子核的现象。放射性衰变包括α衰变、β衰变和γ衰变等。衰变类型遵循指数衰变规律，衰变速度与原子核的种类有关。衰变规律放射性衰变现象

03比结合能与原子核稳定性比结合能越大，原子核越稳定。01结合能将原子核中的核子结合在一起的能量。02比结合能原子核的平均结合能，即结合能与核子数的比值。结合能与比结合能

02核裂变反应过程及条件

定义重核在吸收一个中子后分裂成两个或更多个中等质量核的过程。分类自发裂变和诱发裂变。核裂变定义及分类

临界体积维持链式反应所需的最小体积。临界质量维持链式反应所需的最小质量。临界体积与临界质量概念

中子轰击重核引发裂变，释放出的中子继续轰击其他重核，形成链式反应。满足临界体积和临界质量，以及适当的中子源和反射层。链式反应原理及条件条件原理

裂变产物与放射性污染裂变产物裂变产生的中等质量核素，具有放射性。放射性污染裂变产物释放出的放射性物质对环境造成的污染。包括α、β、γ射线等，对人体和环境都有危害。需要采取严格的防护措施来减少放射性污染的影响。

03核聚变反应过程及条件

核聚变是指两个轻核在极高的温度和压力下，克服库仑斥力，接近到足够近的距离，发生聚合反应生成较重核的过程。定义根据参与反应的轻核种类，核聚变可分为氢核聚变、氦核聚变等。其中，氢核聚变是太阳和其他恒星持续发光发热的能量来源。分类核聚变定义及分类

氢弹原理氢弹是利用氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应瞬间释放巨大能量的核武器。其爆炸过程大致可分为初级反应和次级反应两个阶段。初级反应为裂变反应，产生的高温高压条件引发次级反应——聚变反应，从而释放更大的能量。爆炸过程氢弹爆炸时，首先由裂变反应产生的高温高压引发聚变反应。在极短的时间内，大量氢核发生聚变，释放出巨大的能量和中子。这些中子又会引发更多的裂变和聚变反应，形成连锁反应，使爆炸威力急剧增加。氢弹爆炸原理简介

高温高压环境01实现可控核聚变需要创造极高的温度和压力环境，以克服库仑斥力，使轻核接近到足够近的距离发生聚变反应。目前的技术手段还难以长时间稳定地维持这种极端环境。反应控制02在高温高压环境下，如何精确控制反应过程，避免失控的连锁反应，是可控核聚变技术的另一大挑战。能量输出与转换03如何将聚变产生的能量有效地输出并转换为可用的电能或其他形式的能源，也是实现可控核聚变的关键问题之一。可控核聚变技术挑战

核聚变的产物主要是氦原子核和一些中子。这些产物不具有放射性，不会对环境造成污染。聚变产物与裂变反应产生的放射性废料不同，核聚变的产物不会对环境造成长期污染。因此，核聚变被认为是一种清洁、安全、可持续的能源来源。通过可控核聚变技术，人类有望在未来实现能源的自由利用，解决能源危机问题。清洁能源聚变产物与清洁能源

04核裂变与核聚变图片展示

实验室中核裂变实验装置图片粒子加速器用于加速中子或质子等粒子，以引发核裂变反应。重核裂变装置展示重核元素在吸收中子后发生裂变的实验装置。裂变产物测量仪用于测量裂变反应产生的各种粒子的装置。

展示太阳内部氢核聚变成氦核的过程，释放大量能量的图片。太阳内部核聚变展示不同恒星内部发生的核聚变反应及其产物的图片。恒星核聚变展示超新星爆发过程中核聚变反应的壮观景象。超新星爆发自然界中核聚变现象图片

能量释放对比比较核裂变和核聚变反应所释放的能量大小及方式。反应过程对比用图示展示核裂变和核聚变反应过程的异同点。产物对比展示核裂变和核聚变反应产物的种类及特点。核裂变与核聚变对比图

核能应用领域图片展示核电站的外观、内部结构及工作原理的图片。展示不同类型的核武器及其威力的图片。展示核医学在诊断和治疗疾病方面的应用的图片。展示用于核科学研究的大型实验设施及其实验过程的图片。核电站核武器核医学核科学研究设施

05核能利用现状、问题与挑战

核能发电在全球能源供应中占据重要地位，尤其在发达国家，核能发电占比相对较高。全球核能发电量占比除了发电，核能还在医疗、工业、农业等领域得到广泛应用，如放射性同位素在医学诊断和治疗中的应用。核能技术应用领域核燃料的循环使用和废物处理是核能利用的重要环节，各国在此方面投入大量研发力量，以提高资源利用率