核聚变粒子和宇宙课堂.pptVIP

道尔顿（原子）汤姆逊（电子）卢瑟福（质子）查德威克（中子）盖尔曼（夸克）第27页，共46页，星期日，2025年，2月5日一、“基本粒子”不基本发现了电子、质子和中子后，许多人认为光子和它们是组成物质的“基本粒子”。逐渐发现了数以百计的不由质子、中子、电子组成的新粒子；又发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构。从20世纪后半期起，就将“基本”二字去掉，统称为粒子。19世纪末都认为原子是组成物质的最小微粒。第28页，共46页，星期日，2025年，2月5日二、发现新粒子20世纪30年代以来，人们在对宇宙射线的研究中陆续发现了一些新的粒子。1932年发现了正电子1937年发现了子1947年发现了K介子和介子后来还发现了一些粒子，质量比质子的质量大，叫做超子。第29页，共46页，星期日，2025年，2月5日粒子加速器使带电粒子加速到很高的能量，有助于发现更多的新粒子。第30页，共46页，星期日，2025年，2月5日反粒子质量、寿命、自旋等物理性质相同而电荷等其他性质相反的粒子。电子正电子质子反质子第31页，共46页，星期日，2025年，2月5日粒子的分类按照粒子与各种相互作用的不同关系，将粒子分为三类。强子：参与强相互作用的粒子。例如：质子。强子又分为介子和重子两类。轻子：不参与强相互作用的粒子。例如：电子和电子中微子、μ子和μ子中微子、τ子和τ子中微子。每种轻子都有对应的反粒子。τ子质量比核子大。现代实验还没有发现轻子的内部结构。媒介子：传递各种相互作用的粒子。如：光子、中间玻色子、胶子。分别传递电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用。现在已经发现的粒子达到400多种。第32页，共46页，星期日，2025年，2月5日三、夸克模型1964年盖尔曼提出夸克的设想，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克。。第33页，共46页，星期日，2025年，2月5日第1页，共46页，星期日，2025年，2月5日比结合能核子的比结合能随质量数的变化A核子平均质量核子的平均质量随原子序数的变化第2页，共46页，星期日，2025年，2月5日一、核聚变第3页，共46页，星期日，2025年，2月5日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，同时放出大量的核能。这种核反应叫做核聚变。一、核聚变第4页，共46页，星期日，2025年，2月5日2、聚变核能比裂变反应中平均每个核子放出的能量大3～4倍第5页，共46页，星期日，2025年，2月5日3、发生聚变的条件:要使原子核间的距离达到10-15m4、实现的方法有:1）用加速器加速原子核；2）把原子核加热到很高的温度；不经济如何能使轻核具有较大的动能呢？需要克服极大的库仑斥力，因此必须让轻核具有很大的动能。几百万K高温聚变反应又叫热核反应第6页，共46页，星期日，2025年，2月5日核聚变的利用——氢弹第7页，共46页，星期日，2025年，2月5日核聚变的利用——氢弹弹体引爆装置小型原子弹三种炸药：普通炸药Ｕ235氘、氚爆炸裂变聚变氘、氚、重氢化钾等铀235外壳普通炸药第8页，共46页，星期日，2025年，2月5日世界第一颗氢弹——麦克第9页，共46页，星期日，2025年，2月5日第10页，共46页，星期日，2025年，2月5日我国第一颗氢弹爆炸成功第11页，共46页，星期日，2025年，2月5日氢弹爆炸形成的磨姑云第12页，共46页，星期日，2025年，2月5日第13页，共46页，星期日，2025年，2月5日太阳是一个巨大的热核反应堆。热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳的中心温度达1.5×107K，因而在那里进行着激烈的热核反应，不断向外界释放着巨大的能量。太阳每秒释放的能量约为3.8×1026J，地球只接受了其中的二十亿分之一。太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。它每秒有７亿吨原子核参与碰撞，辐射出的能量与400万吨的物质相当。科学家估计，太阳的这种“核燃烧”还能维持几十亿年。当然，与人类历史相比，这个时间很长很长！太阳的中心发生核聚变，放出巨大能量，这个天然的核聚变过程已经发生了好几十亿年第14页，共46页，星期日，2025年，2月5日（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