人教版高三物理第六节 轻核的聚变本章小结

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1、高三物理第六节轻核的聚变本章小结一.本周教学内容：　　第六节轻核的聚变本章小结二.知识要点：1.了解轻核的聚变特点，知道可控热核反应，知道热核反应及其应用。2.本章知识网络三.疑难辨析：1.核物理学中把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做轻核的聚变、简称聚变。聚变放出核能的原因是原子序数很小的轻核（质量数小于30）结合成一个原子序数大些的核时，会有质量亏损，因而放出核能。使轻核发生聚变，必须使它们的距离十分接近，达到10－15m的近距离。由于原子核都是带正电的，要使它们接近到这种程度，必须克服巨大

2、的库仑斥力。这就需要原子核有足够的动能，有一种办法，就是把它加热到几百万摄氏度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应。热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以使反应进行下去。热核反应与核裂变反应相比具有以下优越性：①就相同质量的核燃料而言，热核反应释放的核能比裂变反应大得多；②裂变时产生的放射性物质，由于放射性强、半衰期大，处理起来比较困难，而热核反应在这方面的问题要简单得多；③就核燃料的储量而言，热核反应所用的燃料氘，在地球上的储量非常丰富。2.利用人工方法控制的热核反应称为可控热核

3、反应。太阳辐射的能量来自太阳内部的热核反应。氢弹的工作原理也是热核反应。3.本章知识网络【典型例题】[例1]一个质子和两个中子聚变成一个氚核，已知质子的质量为=1.0073u，中子质量为1.0087u，氚核质量为ｍ=3.018u。（1）写出聚变方程；（2）释放出的能量为多大？（3）平均每个核子释放的能量是多大？解：（1）聚变方程为（2）质量亏损Δm=mH+2mn－m＝（1.0073+2×1.0087－3.0180）u=0.0067u释放的核能ΔE=Δmc2＝0.0067×931.5MeV≈6.24MeV（

4、3）平均每个核子放出的能量为MeV＝2.08MeV[例2]下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是（）A.B.C.　　D.答案：A、C解：由定义可知，A、C正确[例3]甲、乙两个原来静止的原子核在匀强磁场中衰变后的运动轨迹分别如图中的（甲）和（乙）所示。（1）哪一个是衰变?哪一个是衰变？（2）哪一个是粒子的径迹？哪一个是粒子的径迹？（3）如果甲图中轨道半径之比为，求发生衰变的原子核的原子序数为多少？答案：（1）图（甲）是衰变，图（乙）是衰变；（2）④是粒子的径迹，②是粒子的径迹；（3）90[例4]在慢中子反

5、应堆中，用石墨作减速剂，将铀核裂变产生的快中子变成慢中子。若初速度为v0的中子与碳原子发生弹性正碰，且碳原子在碰撞之前是静止的，求中子与n个碳原子核发生碰撞后的速度。（已知碳核的质量是中子的12倍）答案：【模拟试题一】（答题时间：30分钟）1.下列关于核聚变的说法中，正确的是（）A.要使聚变产生必须克服库仑力做功B.轻核聚变需要几百万摄氏度的高温，因此聚变又叫做热核反应C.原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温。所以氢弹利用原子弹引发热核反应D.太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应2.1994年3月，中

6、国科学技术大学研制成功了比较先进的HT—7型超导托卡马克。托卡马克（Tokamak）是研究受控核聚变的一种装置。这个词是torodal（环形的）、kamera（真空室）、magnit（磁）的头两个字母以及katushka（线圈）的第一个字母组成的缩写词。根据以上信息，下述判断中可能正确的是（）A.核反应原理是氢的原子核在装置中聚变成氦核，同时放出大量的能量，和太阳发光的原理类似B.线圈的作用是通电产生磁场使氘核等带电粒子在磁场中旋转而不溢出C.这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所用核装置的核反应原理相同D.

7、这种装置可以控制热核反应的速度，使聚变能缓慢而稳定地释放3.两个氘核聚变产生一个中子和—个氦核，已知1个氘核质量为mD=2.0136u，氦核质量3.0150u，中子的质量为mn=1.0087u。（1）求核反应中发出的核能；（2）若反应前两氘核的动能均为＝0.35MeV。它们正面对撞发生核聚变，且反应之后释放的核能全部转变为动能。则反应后产生的氦核和中子的动能各是多少？4.太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为氦核的热核反应。这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源。（1）写出这个核反应方程；（2）这一核反

8、应释放出的能量有多少焦；（3）太阳的质量每秒减少多少千克；（4）若太阳质量减少，热核反应就不能继续发生，计算太阳还能存在多少年。（已知太阳向空间辐射的总功率为3.8×1026W，太阳的质量为2×1030kg，mp＝1.008142u，4.001509u，=0.000548u）【模拟试题二】（答题时间：40分钟）一.选择题：1.下列关于原子和原子核的说法中，正确的是（）A.卢瑟福的粒子散射实验说明了原子具有核式结构B.爱因斯坦提