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《2020_2021学年高中物理第4章核能3核聚变4核能的利用与环境保护课件鲁科版选修3_5202103252186.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第3节 核 聚 变第4节 核能的利用与环境保护一、轻核聚变1.轻核聚变:采用轻核_____成较重核引起结合能变化的方式可获得核能。这样的核反应称为轻核聚变。2.太阳内部核聚变的反应方程:3.聚变燃料的获取:氘可从_____中提取,天然的氚不存在,但可通过反应得到。必备知识·自主学习聚合海水二、可控热核聚变反应1.核子聚变的条件:要使核子发生聚变,必须使核子接近_____能发生作用的范围。2.物质第四态——等离子态:高温等离子体的密度及维持时间达到一定值时才能实现聚变。3.约束等离子体的三种方式:
2、引力约束、磁约束、_________。核力惯性约束三、核电站与核武器1.核电站:将_______释放的核能转化为电能的发电厂。工作流程:将反应堆释放的核能转化为蒸汽的内能,再利用蒸汽驱动汽轮机发电转化为电能。燃料:反应堆以_____为燃料。2.核武器:_______和_____是众所周知的两种核武器。反应堆原子弹氢弹四、核能的优势与危害1.核能的优势:(1)核能发电比燃煤发电的成本___。(2)核电站对环境污染比燃煤发电_______。2.核能利用存在的危害:(1)核废料的_________。(
3、2)放射性物质泄漏,产生_______。(3)核武器威力巨大,不仅能摧毁生命,而且会使_________受到严重破坏。低小得多高辐射性核污染生态环境【易错辨析】(1)轻核的平均结合能大于中等质量的核的平均结合能。()(2)太阳发光并辐射巨大的能量,就是它的内部核聚变的结果。()(3)能够实现可控核聚变反应,是人们的梦想。()(4)轻核聚变是最理想的能源。()(5)目前的核电站采用的是聚变反应。()(6)核电站的发电成本低于煤电。()(7)原子核和氢弹的燃料不同,原理相同。()(8)核能作为一种新
4、能源,有优势,也有危害。()提示:(1)×。应当是小于。(2)√。太阳中发生的是氢核聚变成氦核的反应。(3)√。现在还没有实现可控核聚变反应。(4)√。聚变反应不仅能释放巨大的能量,而且所用的燃料容易获得,所以轻核聚变是最理想的能源。(5)×。应是裂变反应。(6)√。核电站成本低,但技术高。(7)×。原子弹、氢弹的原理不同,原子弹利用重核裂变,氢弹利用轻核聚变。(8)√。核电站成本低,对环境污染小,有优势;但核燃料使用后,产生的核废料会使生态环境受到严重破坏。关键能力·合作学习知识点一 重核裂变
5、和轻核聚变的比较【典例示范】【典例】太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应,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)这一核反应能释放多少能量?(3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026J,则太阳每秒减少的质量为多少?(mp=1.0073u,mHe=4.0026u,me=0.00055u)【思维·建模】【解析】(1)核反应方程,而nX是2个正电子。因此核反应方程应为(2)反应前的质量m1=4mp=4×1.0073u=4.02
6、92u反应后的质量m2=mHe+2me=4.0026u+2×0.00055u=4.0037u质量亏损Δm=m1-m2=0.0255u,由质能方程得,释放能量ΔE=Δmc2=0.0255×931.5MeV=23.7533MeV。(3)由质能方程ΔE=Δmc2得每秒减少的质量Δm=kg≈4.2×109kg。答案:(1)(2)23.7533MeV(3)4.2×109kg【误区警示】对核反应的两个认识误区(1)误认为聚变就是裂变的逆反应。产生这种误区的原因是对聚变和裂变的本质没有理解透,裂变时重核分裂成
7、中等核,而聚变是轻核聚合成为次轻核,无直接关联,并非互为逆反应。(2)不能正确判断聚变、裂变、衰变及人工转变的方程。核聚变是轻核结合成质量较大的核,也会放出中子;重核裂变时铀核捕获中子裂变为两个或更多个中等质量的核,并放出几个中子;人工转变常用α粒子或中子去轰击原子核,产生新原子核并放出一个或几个粒子;衰变是原子核自发地转变为另一种核,并向外辐射出α粒子或β粒子的反应,衰变根据向外辐射粒子的不同分为α衰变和β衰变两种。【素养训练】1.(多选)关于聚变和裂变,以下说法正确的是()A.聚变反应的条件
8、是聚变物质的体积达到临界体积B.太阳不断地向外辐射能量,仍保持1千万度以上的高温,其主要原因是太阳内部进行着剧烈的热核反应C.铀核裂变时一定同时放出3个中子D.为了使裂变的链式反应容易进行,最好用纯铀235【解析】选B、D。裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积,选项A错误;太阳不断地向外辐射能量,仍保持1千万度以上的高温,其主要原因是太阳内部进行着剧烈的热核反应,选项B正确;重核裂变时用中子轰击重核,产生多个中子,中子又会撞击重核,产生更多的中子,使裂变不断进行下去,这就是链式反应,铀核裂
