核裂变核聚变.pptVIP

（1）轻核聚变产能效率高 1.聚变与裂变相比的优点： （2）地球上聚变燃料的储量丰富 （3）轻核聚变更安全、清洁 （4）反应中放射物质的处理较容易 相同的核燃料释放的能量多。常见的聚变反应平均每个核子放出的能量约3.3MeV，而裂变时平均每个核子释放的能量约为1MeV。 1L海水中大约有0.03g氘，如果发生聚变，放出的能量相当于燃烧300L汽油,轻核聚变是能源危机的终结者。 实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了。 氘和氚聚就反应中产生的氦是没有放射性的，放射性废物主要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成的放射性物质，比裂变所生成的废物的数量少，容易处理。 二、受控热核反应——核聚变的利用 磁约束 带电粒子运动时在均匀磁场中会洛伦兹力的作用而不飞散，因此有可能利用磁场来约束参加反应的物质。 2.实现核聚变的难点：地球上没有任何容器能够经受如此高的温度。为了解决这个难题，科学家设想了两种方案：1.磁约束 2.惯性约束 惯性约束 由于聚变反应的时间非常短，聚变物质因自身的惯性还来不及扩散就完成了核反应。在惯性约束下，可以用激光从各个方向照射参加反应的物质，使它们“挤”在一起发生反应。 例1、已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u 核的质量为3.0150u。求： （1）写出两个氘核聚变成 的核反应方程式 （2）计算上述核反应中释放的核能。 2 3He 2 3 He 【分析】算出核反应中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方程即可求出反应释放的核能。 解答： （1） （2）由题给条件可求得质量亏损为： Δm=2.0136×2－(3.0150+1.0087)=0.0035u ∴释放的核能为 ΔE=Δmc2=931.5×0.0035=3.26MeV 静止在匀强磁场中的 原子核，俘获一个速度为7.7×104 m/s 的中子而发生核反应放出α粒子后变成一个新原子核，已知中子速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子速度为：2×104m/s，方向与中子速度方向相同，求： （1）生成的新核是什么？写出核反应方程式。 （2）生成的新核的速度大小和方向。 （3）若α粒子与新核间相互作用不计，则二者在磁场中运动轨道半径之比及周期之比各为多少？ 6 Li 3 解： （1）写出核反应方程式 生成的新核是氚核 例2、 （2）由动量守恒定律 mn vn=mα vα +mH vH vn= 7.7×104 m/s vα = 2×104m/s ∴V H =( mn vn- mα vα )/ mH = ( 1×7.7×104 - 4 × 2×104 ) ／3 = - 1.0×103 m/s 方向与中子方向相反 （3）由 r=mv/qB∝ mv/q rα : rH = mαvα/qα ： mHvH/qH =（4×2 ／ 2?） : （3×0.1）= 40: 3 T=2πm/qB ∝m/q Tα : TH=4/2 : 3/1=2: 3 1.裂变反应是目前利用中常用的反应，以原子核 为燃料的反应堆中，当 俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为　 反应方程下方的数字为中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位）。已知1u 的质量对应的能量为9.3×102MeV，此裂变反应释放出的能量是 ________________MeV。 235.0439 1.0087 93.9154 138.9178 235U 92 92 0 38 54 0 235 U + 1 n→ 94 Sr + 139Xe+ 3 1 n 235U 92 解：Δm=0.1933u Δ E=931.5×0.1933=1.8 ×102 MeV 1.8 ×102 2.如下一系列核反应是在恒星内部发生的， 其中p为质子，α为α粒子，e+ 为正电子，ν为一种中微子。已知质子的质量为mp =1.672648×10 -27kg， α粒子的质量为mα=6.644929×10 -27kg，正电子的质量为me=9.11×10-31kg，中微子的质量可忽略不计。真空中的光速c=3×108