4.3 核聚变 课件-福建省莆田第二中学2020-2021学年高二物理鲁科版选修3-5

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 第 3 节、核聚变 物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变．把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反映叫做聚变． 一、轻核聚变 〓 聚变 〓 裂变 1 轻核的聚变（热核反应） 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。 轻核的聚变: 1、必须让轻核的距离非常接近 2、必须让轻核具有很大的动能 需要克服极大的库仑斥力 发生核聚变的基本条件是 如何让核子具有如此大的动能？ 可以将轻核加热到很高的温度 当物质达到几百万摄氏度以上的高温时，剧烈的热运动使得一部分原子核已经具有足够的动能，可以克服相互之间的库仑斥力，在碰撞时发生聚变．因此，聚变反应又叫热核反应． 热核反应 裂变反应 相同的核燃料释放的能量多 反应中放射物质的处理较易 反应中的核燃料资源较丰富 核反应发生条件较易实现 目前控制聚变反应还有困难 根据所给数据,计算下面核反应放出的能量: 氘核的质量：mD＝2.014102u 氚核的质量：mT＝3.016050u 氦核的质量：mα＝4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u 核聚变的利用——氢弹 三种炸药： 普通炸药 Ｕ235 氘、氚 爆炸 裂变 聚变 弹体 引爆装置 小型原子弹 氘、氚、重氢化钾等 铀235 外壳 普通炸药 氢弹爆炸形成的磨姑云 热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。 1.聚变反应比裂变反应放出更多的核能. 2.聚变所用的原料(氘)储量比裂变原料储量丰富得多. 3.聚变反应的核废料处理比裂变反应简单得多. 二、可控热核反应——核聚变的利用 可控热核反应将为人类提供巨大的能源,和平利用聚变产生的核量是非常吸引人的重大课题，我国的可控核聚变装置“中国环流器1号”已取得不少研究成果. 现在的技术还不能控制热核反应。 问题有： １、热核反应的的点火温度很高； ２、如何约束聚变所需的燃料； 磁场约束 问题有： １、热核反应的的点火温度很高； ２、如何约束聚变所需的燃料； 惯性约束 ３、反应装置中的气体密度要很低 ，相当于常温常压下气体密度的几万分之一； 现在的技术还不能控制热核反应。 * 托卡马克（TOKAMAK）