6核聚變學習目標重點難點1能記住核聚變的定義及發生條件2會判斷和填寫核聚變方程，并會計算核聚變釋放的能量重點：聚變核反應的特點難點：聚變反應的條件1核聚變（1）定義：輕核結合成質量_的原子核的反應輕核聚變必須在高溫下進行，因此又叫_（2）核反應舉例：hh_n17.60 mev（3）特點預習交流1請同學們試從微觀和宏觀兩個角度說明核聚變發生的條件2可控核聚變反應（1）聚變與裂變相比有很多優點：輕核聚變產能_；地球上聚變燃料的儲量_；輕核聚變更為_（2）約束核聚變材料的方法：_和_預習交流2氫彈的威力相比原子彈的威力誰大？為什么？3恒星演化中的核反應恒星主要是由宇宙中的極其彌散的氣態塵埃（氫為主要部分）形成的在某些區域塵埃會相對密集一些，由于相互之間的引力，物質密集處就成為引力中心，使得物質越聚越多，這便成為了恒星發源地這種由于物質間相互吸引而聚集到一起的現象，叫做_聚集了足夠多的物質落入這個中心后逐步凝聚壓縮造成局部升溫，直到滿足“點火”條件，核聚變反應就開始了，這部分物質就逐步演變成一個新的恒星答案：1（1）較大熱核反應（2）he（3）釋放更多自身產生熱核反應堆預習交流1：答案：微觀上：參與反應的原子核必須接近到原子核大小的尺寸范圍，即1015 m，要使原子核接近到這種程度，必須使它們具有很大的動能以克服原子核之間巨大的庫侖斥力宏觀上：要使原子核具有如此大的動能，就要把它加熱到幾百萬攝氏度的高溫2（1）效率高豐富安全、清潔（2）磁約束慣性約束預習交流2：答案：氫彈的威力大氫彈內部發生的是核聚變，比核裂變放出的能量更多3引力坍縮一、對核聚變的正確理解1分析課本比結合能曲線，想一想為什么輕核的聚變反應能夠比重核的裂變反應釋放更多的核能？2試通過學習分析實現熱核反應的必要性、可能性和存在的困難？一個質子和兩個中子聚變為一個氘核，已知質子質量mh1.007 3 u，中子質量mn1.008 7 u，氘核質量m3.018 0 u（1）寫出聚變方程；（2）求釋放出的核能；（3）求平均每個核子釋放的能量1從比結合能的圖線看，輕核聚變后比結合能增加，因此聚變反應是一個放能反應例如hhnhe17.60 mev2聚變發生的條件要使輕核聚變，必須使輕核接近核力發生作用的距離1015 m，這要克服電荷間強大的斥力作用，要求使輕核具有足夠大的動能要使原子核具有足夠大的動能，就要給它們加熱，使物質達到幾百萬開爾文的高溫3特點聚變反應一旦發生，就不再需要外界給它能量，靠自身產生的熱就會使反應繼續下去4應用（1）核武器氫彈（2）可控熱核反應：目前處于探索階段二、恒星演化中的核反應如何理解輕核聚變反應？天文學家測得銀河系中氦的含量約為25%有關研究表明，宇宙中氦生成的途徑有兩種：一是在宇宙誕生后3分鐘左右形成；二是在宇宙演化到恒星誕生后形成的（1）把輕核聚變簡化成為4個氫核（h）聚變成氦核（he），同時釋放出兩個正電子（e）和兩個中微子（e），請寫出氫核聚變反應的方程，并計算一次反應釋放的能量（2）研究表明，銀河系的年齡約為t3.81017s，每秒鐘銀河系產生的能量約為11037j，現假定該能量全部來自于上述輕核聚變反應，試估算銀河系中氦的含量（最后結果保留一位有效數字）（3）根據你的計算結果，對銀河系中氦的主要生成途徑作出判斷（可能用到的數據：銀河系的質量m31041 kg，原子質量單位1 u1.661027 kg，1 u相當于1.51010 j的能量，電子質量me0.000 5 u，氦核的質量mhe4.002 6 u，氫核質量mp1.007 8 u，中微子質量為零）點撥：計算質量虧損是求釋放能量或吸收能量的前提，要注意質量與能量的聯系質能方程的應用通過此題加深對恒星演化過程的認識和理解1原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源當氘等離子體被加熱到適當高溫時，氘核參與的幾種聚變反應可能發生，放出能量這幾種反應的總效果可以表示為6hk hed h2 n43.15 mev由平衡條件可知（）ak1，d4 bk2，d2ck1，d6 dk2，d32關于受控熱核反應，下列說法中正確的是（）a受控熱核反應已被應用于核電站b受控熱核反應仍處于實驗階段c受控熱核反應的應用前景更為廣闊d人類對核聚變的探索已由科學可行性階段進入工程技術可行性階段3關于聚變，以下說法正確的是（）a兩個輕核聚變為中等質量的原子核時釋放出能量b同樣質量的物質發生聚變時放出的能量比同樣質量的物質裂變時釋放的能量大好多倍c聚變反應的條件是聚變物質的體積達到臨界體積d發生聚變反應時的原子核必須有足夠大的動能4下面是一核反應方程hhhex用c表示光速，則（）ax是質子，核反應放出的能量等于質子質量乘c2bx是中子，核反應放出的能量等于中子質量乘c2cx是質子，核反應放出的能量等于氘核與氚核的質量和減去氦核與質子的質量和，再乘c2dx是中子，核反應放出的能量等于氘核與氚核的質量和減去氦核與中子的質量和，再乘c25一個鈾235吸收一個中子后發生的反應式是nsr10n，放出的能量為e，鈾235核的質量為m，中子的質量為m，氙136核的質量為m1，鍶90核的質量為m2，真空中光速為c，則釋放的能量e等于（）a（mm1m2）c2 b（mmm1m2）c2c（mm1m29m）c2 d（m1m29mm）c2答案：活動與探究1：1提示：因為較輕的原子核比較重的原子核核子的平均質量更大，聚變成質量較大的原子核能產生更多的質量虧損，所以平均每個核子釋放的能量就更大2提示：必要性：由于地球上化石燃料和裂變材料的儲量有限，開發聚變能量非常重要，并且是一項十分緊迫的任務各國科學家都在加緊研究，以期盡快地在地球上制造出人類自己的“太陽”，緩解甚至消除能源危機的困擾可能性：地球上聚變燃料的儲量豐富每升水中含有0.03 g氘，地球上的河流、湖泊、海洋等有138.6億億立方米的水，大約有40多億噸氘反應中所用的氚可以利用鋰來提取，地球上鋰的儲量有2 000億噸，用來抽取氚足以滿足聚變的需要困難：地球上沒有任何容器能夠經受住熱核反應所需要的高溫遷移與應用1：答案：（1）h2nh（2）6.24 mev（3）2.08 mev解析：（1）聚變方程h2nh（2）質量虧損mmh2mnm（1.007 321.008 73.018 0）u0.006 7 u，釋放的核能emc20.006 7931.5 mev6.24 mev（3）平均每個核子放出的能量為mev2.08 mev活動與探究2：提示：（1）從比結合能曲線看，聚變后比結合能增加，因此反應中會釋放能量（2）聚變發生的條件要使輕核聚變，就必須使輕核接近核力發生作用的距離1015 m，但是原子核是帶正電的，要使它們接近到1015 m，就必須克服很大的庫侖斥力作用，這就要求原子核應具有足夠的動能，方法是給原子核加熱，使其達到幾百萬度的高溫（3）氫彈氫彈是一種利用輕核聚變反應，在瞬間放出巨大能量的裝置由于輕核聚變需要幾百萬度的高溫才能進行，所以先利用原子彈爆炸達到這樣高的溫度，在高溫高壓下，進而使核燃料發生核聚變反應遷移與應用2：答案：（1）4hhe2e2e4.141012j（2）2%（3）氦主要是宇宙誕生后不久生成的解析：（1）4hhe2e2e，核反應過程中的質量虧損：m4mpmhe2me0.027 6 u，核反應過程中放出的能量為：em1.51010 j0.027 61.51010 j4.141012j（2）通過核聚變生成的氦的質量：mmhe6.11039 kg，氦的含量為：k2%（3）由于2%遠遠小于25%，所以銀河系中的氦主要是宇宙誕生后不久生成的當堂檢測1b解析：根據核反應過程中質量數守恒、電荷數守恒知解得，b對2bcd3bd解析：兩個輕核聚合為較大質量的原子核就可釋放能量，但不一定是中等質量的核，故a錯誤聚變反應放出的能量比同樣質量的物質裂變時放出的能量大得多，這點我們由聚變反應的特點就可以知道，故b正確裂變反應的條件是裂變物質的體積達到臨界體積，而聚變反應的條件是原子核間