1、第十九章、第五、六节,重核裂变和轻核聚变,上节复习,在一些核反应中可以释放大量的能量根据爱因斯坦质能方程:E=mc可知,在核反应过程中,只要发生质量亏损,就会伴随着巨大的能量向外辐射。,2,科学家的梦想,物理学家们早已了解到原子核中蕴藏的巨大能量。关键是用什么方式将原子核内的能量有效和有控制地释放。本节主要学习人类在利用和开发原子核能方面的两种途径。,重核裂变,什么叫重核裂变?重核在什么情况下才能发生裂变呢?1938年12月德国科学家用中子轰击重核铀时,发现铀核的裂变现象。之后,核能利用问题才逐渐被了解清楚,从而使控制和利用原子能成为可能。,重核裂变,用中子轰击重铀核发现铀核裂变的反应方程式:
2、,在上述核反应中,裂变后的总质量小于裂变前的总质量,质量亏损:m=0.357X10 kg,释放能量E=mc 201MeV(每个核子释放约1MeV能量),27,2,重核裂变,反应的特点: 利用一个中子轰击一个轴核,使轴核发生裂变,在反应中还放出2个中子,中子对未反应的轴核再进行轰击,从而使核反应出现连锁反应,使在短时间内出现积累效应。所以裂变 反应也叫链式反应。,重核裂变,重核裂变,临界体积(临界质量)原子弹原子反应堆(图19-10),轻核聚变,轻的原子核聚变成较重的核反应叫做轻核聚变。 利用超高温(几百万度),使质量较轻的核发生热核聚变反应,也叫热核反应?利用原子弹爆炸时产生的超高温,使氘核(
3、 H)和氚核( H)发生热核反应,在极短的时间内释放出更多的能量。,2,1,3,1,轻核聚变,氘和氚发生热核反应式:,释放17.6MeV的能量,平均每个核子可释放3MeV以上的能量。比重核裂变多出几倍的能量。,氢弹的原理,由于 H不太容易获得,而且不能储藏很久,所以,有些氢弹用 Li来提供,其反应式为:,3,1,6,3,这就是制造轻弹的基本原理。,氢弹的原理,使轻核发生聚变,必须使核子间的距离很接近,达到10 m,由于原子核都带正电,使他们接近到这个程度很困难。 解决办法是,用加热法提高核子的动能,增加核子间的接触。氢弹是用原子弹爆炸后产生高热来解决这个问题。 热核反应一旦发生,靠自身的热就可以使反应进行下去。,15,轻核聚变的利用,太阳和恒星的聚变反应。氢弹。热核反应的可控能源开发。 如果可控热核反应得以实现,能源危机将不复存在。,