19.6核裂變19.7核聚變19.8粒子和宇宙學習目標：1.知道聚變反應的特點(重點)2了解聚變反應的條件(難點)3知道輕核聚變能夠放出很多的能量，若能加以控制將為人類提供廣闊的能源前景4初步了解粒子物理學的基礎知識及恒星演化5了解、感受科學發展過程中蘊藏著的科學和人文精神.【知識補給】核裂變和核聚變一、核裂變1重核裂變（1）定義：質量數較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個質量數較小的原子核的過程。（2）典型的裂變反應方程：（3）鏈式反應：由重核裂變產生的中子使裂變反應一代接一代繼續下去的過程。（4）臨界體積和臨界質量：裂變物質能夠發生鏈式反應的最小體積及相應的質量。2核裂變的應用：原子彈、核電站（核反應堆）。3核電站（1）核燃料：鈾棒（其中的）（2）慢化劑：使快中子減速成為慢中子（熱中子），被鈾核俘獲，發生核裂變。常用慢化劑：石墨、重水、普通水（輕水）。慢化劑的原子核質量數應較小，以使中子與其碰撞后有較好的減速效果。使用石墨作為慢化劑是因為其不吸收中子，重水中的氘不易吸收中子，普通水中的氫核容易吸收中子。在可以制造高濃度的核燃料后，慢化劑一般使用普通水。（3）控制棒：調節中子數目，控制反應速度。鎘吸收中子的能力很強，當反應過于激烈時，將鎘棒插入深些，以多吸收中子，減緩鏈式反應的速度。（4）防護層：很厚的水泥防護層。（5）水或液態金屬鈉等流體在反應堆內外循環流動，把反應堆內的熱量傳輸出去，同時冷卻反應堆。（6）反應堆放出的熱使水變成水蒸氣，推動汽輪發電機發電。二、核聚變1輕核聚變（1）定義：兩個輕核結合成質量較大的核的核反應。（2）要使輕核發生聚變，必須把它們加熱到很高的溫度，使原子核具有足夠的動能克服庫侖斥力。因此，聚變又叫熱核反應。（3）典型的聚變反應方程：（4）恒星就是一個巨大的熱核反應堆。2聚變與裂變相比的優點（1）輕核聚變產能效率高。（2）地球上聚變燃料的儲量豐富。（3）輕核聚變更為安全、清潔。實現核聚變需要高溫，一旦出現故障，高溫不能維持，反應即自動終止。聚變反應堆比裂變反應堆生成的廢物數量少，容易處理。3受控熱核反應（1）產生高溫的兩種方案：磁約束和慣性約束。（2）環流器（托卡馬克，tokamak）利用帶電粒子在強磁場中受到的洛倫茲力約束反應物的性能最好的裝置。能在短時間內實現受控熱核反應，尚無法投入實用。練習題：下列說法中正確的是a太陽是宇宙的中心b太陽系中只存在太陽和它的八大行星c太陽系由太陽和若干行星及它們的衛星和彗星組成d以上說法都正確熱核反應是一種理想能源的原因是a就平均每一個核子來說，熱核反應比重核裂變時釋放的能量多b對環境的放射性污染較裂變輕，且較容易處理c熱核反應的原料在地球上儲量豐富d熱核反應的速度容易控制現在科學家正在設法尋找“反物質”。所謂“反物質”是由“反粒子”組成的，則反粒子的符號是a he bhe che dhe核電站的核能來源于核的裂變，下列說法中正確的是a原子核中有92個質子、143個中子b的一種可能的裂變反應方程式為c是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度半衰期縮短d反應后的核廢料已不具有放射性，不需要進一步處理前不久，新華社評出2017年國際十大新聞：朝鮮核導試驗半島局勢趨緊列第五。有關核反應方程，下列說法正確的是auth+he屬于衰變bn+heo+h是衰變c核反應方程pox+he中的，x的中子個數為128d鈾核裂變的核反應為uba+kr+2n“超導托卡馬克”（east）是我國自行研制的可控熱核反應實驗裝置。設該實驗反應前氘核（）的質量為m1，氚核（）的質量為m2，反應后氦核（）的質量為m3，中子（）的質量為m4，真空中光速為c。下列說法中不正確的是a這種裝置中發生的核反應方程式是b由核反應過程質量守恒可知m1+m2=m3+m4c核反應放出的能量等于(m1+m2m3m4)c2d這種裝置與我國大亞灣核電站所使用核裝置的核反應原理不相同我國科學家研制“兩彈”所涉及的基本核反應方程有：（1）nsrxen（2）hen關于這兩個方程的下列說法，正確的是a方程（1）中k10，方程（2）中d1b方程（2）是氫彈涉及的核反應方程c方程（1）屬于輕核聚變 ）d方程（2）屬于衰變【參考答案】ab【試題解析】由電荷數和質量數守恒可知（1）235+1=90+136+k，得k=10，（2）2+3=4+d，得d=1，故a正確；（1）屬于重核裂變，是原子彈的一個反應方程式；（2）屬于輕核聚變，是氫彈涉及的核反應方程。故b正確。【參考答案】c 太陽系中以太陽為中心，有行星繞太陽運行，有的行星還有衛星，除此外還有2 000多顆比較小的小行星和彗星等，所以敘述較完整的是c項。【名師點睛】太陽系（solar system）就是我們現在所在的恒星系統。它是以太陽為中心，和所有受到太陽引力約束的天體的集合體：8顆行星冥王星已被開除、至少165顆已知的衛星，和數以億計的太陽系小天體。ab 原子核中有92個質子、143個中子，a正確；的一種可能的裂變反應方程式為，b正確；是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度后半衰期不變，c錯誤；反應后的核廢料具有放射性，還需要進一步處理，d錯誤。a 衰變是重核自發的放出粒子的天然放射現象，其中粒子是，故a正確；是發現質子的原子核人工轉變，故b錯誤；根據質量數守恒：y=2104=206，x中中子個數為20682=124，故c錯誤；鈾核裂變屬于重核裂變，不能自發進行，鈾核裂變的核反應為，故d錯誤。b 可控熱核反應裝置中發生的核反應方程式是，a正確；核反應過程中質量數守恒，但