重核的裂变轻核的聚变

1、重核裂变轻核聚变 物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做聚变聚变裂变 核能的释放通常有两种形式E=mc2给人类利用核能带来了无限希望。一、铀核的裂变 1938年12月，德国化学家哈恩和斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的产物中发现了钡的放射性同位素。一个月以后终于证实，铀核在俘获一个中子后，发生了一个重核分裂成两个中等质量的核的反应过程重核裂变。已知裂变前的质量：裂变后的质量：链式反应：铀核裂变时总要释放出23个中子，而这些中子再碰击铀核裂变，这样铀核的裂变就会不断地进行下去，这种现象叫做链式反应。链式反应条件 由于原子核非常小，如果铀块

2、的原子数少（即铀块的体积不够大，从铀块出来的中子，还没有碰到别的铀原子核上就出去了，就不能产生链式反应。因此，能够发生链式反应的铀块的最小体积叫做它的临界体积。产生链式反应的条件： V V临 如果铀235的体积超过了它的临界体积，只要中子进入铀块，立即会引起爆炸（产生几百万度的高温）。原子弹就是根据这个原理制成的。（1）不受控链式反应原子弹链式反应应用中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图受控链式反应核电站问题1：铀块为什么要求是“浓缩铀”？问题2：欲引起链式反应，是快速运动的“快中子”好？ 还是慢速运动的“慢中子”好？问题3：你有办法使核反应堆关闭吗？(1)原理：利用重核裂变缓慢释放核能来发电的装

3、置。(2)核心部分：核反应堆核反应堆组成：核燃料、中子减速剂、控制棒、保护层、热交换器等核电站的优点：消耗的“燃料”很少作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量大对环境污染比火电站要小（相对而言）放射性物质的国际通用标志图如下：1991年，中国自行设计、建造的第一座核电站秦山核电站启用（图1），继之大亚湾核电站投产。世纪之交，中国正规划（台州三门健跳镇猫头山）、兴建4座新的核电站，到2010年核电总量有望达到2000万千瓦。图1 秦山核电站 核能的释放还有第二种形式轻核的聚变：即两个轻原子核（如氢的同位素氘），聚合成为一个较重的核，从而释放出巨大的能量。一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时，释放出

4、17.6MeV的能量，平均每个核子放出的能量在3MeV以上（重核裂变时，每个核子平均释放的能量约1MeV）。 产生轻核聚变的条件：必须使原子核之间的距离接近10-15 米氢核聚变又叫做热核反应 现在的氢核聚变（热核反应）无法进行建设性的使用，只能进行破坏性使用，氢弹是靠原子弹引爆的宇宙中的轻核聚变反应是很普遍的，很多恒星内部进行着激烈的聚变反应，其释放出来的能量以“光”的形式点亮了我们的世界。可惜，人工的轻核聚变反应现在 却只能是悬在我们头上的利剑。若能控制反应速度，核聚变发电比核裂变发电，有更多优点。你想一想看，有哪几方面优点？核聚变比核裂变释放出更多的能量。例如，铀235的裂变反应，将千分之一的物质变成了能量；而氘的聚变反应，将近千分之四的物质变成了能量。 资源丰富 重核裂变使用的主要原料是铀，目前探明的储量仅够使用约1000年；而轻核聚变使用的燃料是海水中的氘，1升海水能提取30毫克氘，地球上海水中就有45万亿吨氘，足够人类