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

第3节 核聚变 学案 学习目标： 1.知道聚变反应 2.掌握核聚变的定义及发生条件. 3.会判断和书写核聚变方程，能计算核反应释放的能量． 基础知识： 一、核聚变 1．定义：两个轻核结合成质量较大的核，并释放出能量的核反应． 2．举例：H＋H―→He＋n＋17.6 MeV 3．条件： (1)轻核的距离要达到10－15__m以内． (2)需要加热到很高的温度，因此又叫热核反应． 二．可控热核聚变反应 优点： (1)轻核聚变产能效率高． (2)地球上聚变燃料的储量丰富． (3)轻核聚变更为安全、清洁． 约束方法 引力约束、磁约束、惯性约束． 重难点理解： 1．聚变发生的条件 要使轻核聚变，必须使轻核接近核力发生作用的距离10－15 m，这要克服电荷间强大的斥力作用，要求使轻核具有足够大的动能．要使原子核具有足够大的动能，就要给它们加热，使物质达到几百万开尔文的高温． 2．轻核聚变是放能反应 从比结合能的图线看，轻核聚变后比结合能增加，因此聚变反应是一个放能反应． 3．核聚变的特点 (1)在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变释放更多的能量． (2)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． (3)普遍性：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆． 4．核聚变的应用 (1)核武器——氢弹：一种不需要人工控制的轻核聚变反应装置。它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核聚变爆炸． (2)可控热核反应：目前处于探索阶段． 典例1、以下说法正确的是(　　) A．聚变是裂变的逆反应 B．如果裂变释放能量，则聚变反应必定吸收能量 C．聚变须将反应物加热至数百万开尔文以上的高温，显然是吸收能量 D．裂变与聚变均可释放巨大的能量 答案　D解析　A选项从形式上看，裂变与聚变似乎是互为逆反应，但其实不然，因为二者的反应物和生成物完全不同．裂变是重核分裂成中等核，而聚变则是轻核聚合成为次轻核，无直接关联，并非互为逆反应；B选项既然裂变与聚变不是互为逆反应，则在能量流向上也不必相反；C选项要实现聚变反应，必须使参加反应的轻核充分接近，需要数百万开尔文的高温提供能量．但聚变反应一旦实现，所释放的能量远大于所吸收的能量．因此，总的来说，聚变反应还是释放能量． 巩固练习： 1．下列关于聚变的说法中正确的是 (　　) A．要使聚变