2013人教版选修(3-5)《核聚变》word学案

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1、19．7核聚变[【知识要点】（一）核聚变1.聚变聚变：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。2.轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大例氢的聚变反应：21H+21H→31He+11H+4MeV、21H+31H→42He+10n+17.6MeV释放能量：ΔE＝Δmc2＝17.6MeV，平均每个核子释放能量3MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍3.核聚变发生

2、的条件微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。4.两种核聚变实例：（1）氢弹；（2）太阳（二）受控热核反应1.聚变与裂变相比有很多优点第一、轻核聚变产能效率高第二、地球上聚变燃料的储量丰富第三、是轻核聚变反应更为安全、清洁。2.科学家设想的受控热核反应有两种方案：即磁约束和惯性约束【典型例题】例：三个α粒子结合成一个碳C，

3、已知碳原子的质量为12.0000u，氦原子的质量为4.0026u．(1u＝1.66×10－27kg)(1)写出核反应的方程；(2)这个核反应放出的能量是多少焦？(3)这个能量合多少MeV?解析：(1)3He―→C＋ΔE(2)Δm＝3×4.0026u－12.0000u＝0.0078uΔm＝0.0078×1.66×10－27kg＝12.948×10－30kgΔE＝Δmc2≈1.165×10－12J(3)ΔE＝1.165×10－12/(1.6×10－19)eV≈7.28×106eV＝7.28MeV【巩固练习】

4、1．把两个质量较________的原子核结合成质量较________的原子核的过程叫_______________，由于这种反应需要在几百万度的高温下进行，所以也叫_________________。2．轻核聚变与重核裂变相比有更多的优点，第一，轻核聚变产能效率较________；第二，地球上核聚变燃料的储量______________；第三，核聚变更____________、更清洁。科学家设想的受控热核反应有两种方案：即______________和_______________。3．下列核反应中属于

5、轻核聚变的是(A)A．H＋H→He＋nB．Th→Pa+eC．Be+He→C+nD．U→Th+H4．关于轻核聚变，下列说法正确的是(BD)A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时释放出能量B．同样质量的物体发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大很多C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能5．关于我国已建成生产的秦山和大亚湾核电站，下列说法正确的是(B)A．它们都是利用核聚变释放核能B．它们都是利用核裂变释放核能C．两者的核燃料都是纯铀235D．

6、前者是利用核聚变释放核能，后者是利用核裂变释放核能6．一个质子和两个中子聚变成一个氚核，已知质子质量为1.0073u，中子质量为1.0087u，氚核质量为3.0180u，（1）写出核反应方程；（2）求该反应中释放的核能。7．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，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千克？(mp＝1.0073u，mα＝4.0015u

7、，me＝0.00055u)8.氘核和氚核发生聚变，放出一个中子和17.6MeV的能量.计算2克氘和3克氚聚变放出的能量，并写出核反应方程.参考答案:1、小，大，轻核聚变，热核反应2、高，丰富，安全，磁约束，惯性约束，3、A4、BD5、B6、（1）H＋2n→H（2）6.24MeV7、解析：(1)核反应方程是4H→He＋2e(2)这一核反应的质量亏损是Δm＝4mp－mα－2me＝0.0266u，ΔE＝Δmc2＝0.0266×931.5MeV＝24.78MeV(3)由ΔE＝Δmc2得每秒太阳质量减少Δm＝＝k

8、g＝4.2×109kg。答案：(1)4H→He＋2e　(2)24.78MeV　(3)4.2×109kg8、核反应方程：释放的能量：△E=NE0=6.02×1023×17.6MeV=1.06×1025MeV