5.1核能来自何方

1、第一节 核能来自何方,第五章核能与社会,原子核,质子（带正电）,中子,统称为核子,回顾：原子核的组成,思考：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子为什么在库仑斥力的作用下还能够挤在一起而不飞散？ 猜想：万有引力？,验证：质子间的电磁力是万有引力的1035倍 结论：核子不可能靠自身万有引力抗衡库仑斥力。 猜想：存在第三种力核力，是核力把核子束缚在核内，形成稳定的原子核。,一、核力与核的稳定性,2、特点（1）. 核力是强相互作用（强力）的一种表现。在原子核尺度内，核力比库仑力大得多。 （2）. 核力是短程力。约在10-15m 数量级时起作用，距离大于0.810-15m时为引力, 距离为1010-1

2、5m 时核力几乎消失，距离小于 0.810-15m 时为斥力，因此核子不会融合在一起。 （3）. 核力与电荷无关。核力与核子电荷无关。 （4）. 核力具有饱和性。每个核子只跟相邻的 核子发生核力作用，这种性质称之为核力的饱和性。,（1）核力 1、定义：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力。,1结合能：当核子结合成原子核时要放出一定能量；原子核分解成核子时，要吸收同样的能量这个能量叫做原子核的结合能,二、结合能与平均结合能,例如：,2平均结合能,原子核核子越多，它的结合能越高。因此，有意义的是它的结合能与核子数之比，称作平均结合能。,平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子

3、核越稳定。,1.从相对论得出，物体的能量和质量之间存在如下密切联系。,三、爱因斯坦的质能方程,例1：中子的质量为1.67491027Kg 质子的质量为1.67261027Kg 氘核的质量为3.34361027Kg ， 求氘核的平均结合能。,解：单个中子与质子的质量之和为：,与氘核质量之差为：,由爱因斯坦的质能方程为：,氘核的平均结合能为：,2.质量亏损把组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫做核的质量亏损。,核子在结合成原子核时出现质量亏损，所以要放出能量，大小为：,中等大小的核的平均结合能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳定。,质量亏损表明：的确存在原子核的结合能,让DE变成

4、F，或者让A变成B和C，能不能释放核能？,例2 碳原子质量的 1/12 叫做原子质量单位，用u 表示。试证明1u 相当于931 MeV。,证明： 碳原子的摩尔质量为M=12g/mol， 所以一个碳原子质量为m=M/NA=1.99310-26kg 所以1u=m/12=1.660610-27kg 代入公式E=mc2得： E=1.492410-10J=931MeV,1.对核子结合成原子核的下列说法正确的是( ) A.原子核内的核子间均存在核力 B.原子核内的质子间均存在核力和库仑力 C.稳定原子核的质子数总是与中子数相等 D.对质子数较多的原子核，其中的中子数起到增加核力、维系原子核稳定的作用,课堂

5、练习,D,核力是短程力，只有相邻核子间才存在核力,对质子数较多的原子核，其中的中子数大于质子数，中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用,2.科学研究表明,自然界存在四种基本相互作用,我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力,那么分子力实质上属于( ) A.引力相互作用 B.电磁相互作用 C.强相互作用和弱相互作用的共同作用 D.四种基本相互作用的共同作用,课堂练习,B,在10-10m这个范围内引力作用和电磁作用都存在,但由于电磁力远大于万有引力,引力作用可以忽略不计,因此分子力本质上属于电磁相互作用.,分子作用范围约在10-10m数量级上,强相互作用和弱相互作用都是短程作用力.,3.对结合能、平均结合能的认识，下列说法错误的是( ) A.一切原子核均具有结合能 B.自由核子结合为原子核时，可放出能量 C.结合能越大的原子核越稳定 D.平均结合能越大的原子