选修3-5.19.7_核聚变课件

19.6核聚变选修3-52020/5/41热核反应2020/5/42n10（热核反应）聚变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。2020/5/43nHeHH10423121nHeHH10322121比结合能聚变后比结合能增加，2020/5/44聚变后比结合能增加，反应中会释放能量典例分析2020/5/451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，氦的质量：mα＝4.002603u，中子的质量：mn=1.008665unHeHH10423121)(nTDmmmmmu018884.0MeV5.93101884.02mcEMeV59.17E平均每个核子放出的能量在3MeV以上，比裂变反应中平均每个核子放出的能量大3~4倍。聚变的原理是2020/5/46在标准的地面温度下，物质的原子核彼此靠近的程度只能达到原子的电子壳层所允许的程度。因此，原子相互作用中只是电子壳层相互影响。要使原子核之间发生聚变必须让它们之间的距离达到10^-15米，核力才能起作用，但由于原子核都带正电，它们之间存在着强大的库伦斥力，原子核之间距离大于10^-15米时库伦斥力大于核力；小于10^-15米时核力大于库伦斥力。普通手段无法达到这一苛刻要求。只有当参加聚变反应的原子核具有足够的动能时，才能克服库伦斥力而彼此靠近从而使核力大于库伦力，使核力产生作用。提高反应物质的温度，就可增大原子核动能。因此，聚变反应对温度极其敏感，在常温下其反应速度极小，只有在1400万到1亿摄氏度的绝对温度条件下，反应速度才能达到足以实现自持聚变反应。所以这种将物质加热至特高温所发生的聚变反应又叫作热核反应，由此做成的聚变武器也叫热核武器。聚变的原理是2020/5/47要得到如此高温高压，只能由裂变反应提供。氢弹能爆炸就是由原子弹爆炸的高温引起的，热核反应一旦发生就不再需要外界给它能力，靠自身的反应热就足以将反应持续下去。科学家也已研究出了其他一些方法，比如：用多束激光照在同一个点上，就可以产生出超高温等等。利用聚变反应的另一大问题就是，没有可以用来盛放聚变反应的物质，地球上的物质都会在高温下熔化，科学家设想可能可以用磁场来束缚热核反应。由于聚变反应的辐射污染，比裂变要小得多，而且聚变反应的原料储量十分巨大，就在海洋中，所以科学家还在不断探索当中。2020/5/48氢弹2020/5/49核聚变的利用氢弹2020/5/410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、轻核聚变产能效率高2、地球上聚变燃料的储量丰富（每升水中就含有0.03g氘，地球上有138.6亿亿立方米的水，大约有40万亿吨氘。氚可以利用锂来制取，地球上锂储量有2000亿吨）3、轻核聚变更为安全、清洁（高温不能维持反应就能自动终止，聚变产生的氦是没有放射性的。废物主要是泄露的氚，高速中子、质子与其他物质反应生成的放射性物质，比裂变反应堆生成的废物数量少，容易处理）受控热核反应——核聚变的利用2020/5/411１、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：现在的技术还不能控制热核反应。2020/5/4122020/5/4132020/5/414