1、自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练第第3节核聚变节核聚变自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练1知道聚变和聚变反应的特点知道聚变和聚变反应的特点2能写出聚变方程并计算聚变释放的能量能写出聚变方程并计算聚变释放的能量3了解受控热核反应了解受控热核反应自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练一、轻核聚变一、轻核聚变定义：采用轻核聚合成定义：采用轻核聚合成_引起结合能变化的核反引起结合能变化的核反 应，称为轻核聚变应，称为轻核聚变核反应举例核反应举例 _能量变化：轻核聚变后，平均结合能能量变化：轻
2、核聚变后，平均结合能_，反应中会，反应中会 _能量能量二、可控热核聚变反应二、可控热核聚变反应热核聚变反应的条件：必须使它们的距离达到热核聚变反应的条件：必须使它们的距离达到_ m 以下，使核具有足够的以下，使核具有足够的_，轻核才能够发生聚变，轻核才能够发生聚变较重核较重核增加增加释放释放1015 动能动能自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练约束聚变材料的方法：约束聚变材料的方法：_、_、_引力约束引力约束磁约束磁约束惯性约束惯性约束自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练要使轻核聚变，必须使轻核接近核力发生作用的距离要使轻
3、核聚变，必须使轻核接近核力发生作用的距离1015 m，这要克服电荷间强大的斥力作用，要求使轻核具有足，这要克服电荷间强大的斥力作用，要求使轻核具有足够大的动能要使原子核具有足够大的动能，就要给它们够大的动能要使原子核具有足够大的动能，就要给它们加热，使物质达到几百万开尔文的高温加热，使物质达到几百万开尔文的高温从比结合能的图线看，轻核聚变后比结合能增加，因此聚从比结合能的图线看，轻核聚变后比结合能增加，因此聚变反应是一个放能反应变反应是一个放能反应核聚变的发生条件及特点核聚变的发生条件及特点聚变发生的条件聚变发生的条件放能反应放能反应自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练
4、课堂对点演练应用应用 (1)核武器核武器氢弹氢弹 (2)可控热核反应：目前处于探索阶段可控热核反应：目前处于探索阶段自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练轻核聚变与重核裂变的区别轻核聚变与重核裂变的区别反应方式反应方式比较项目比较项目重核裂变重核裂变轻核聚变轻核聚变放能原理放能原理重核分裂成两个或重核分裂成两个或多个中等质量的原多个中等质量的原子核，放出核能子核，放出核能两个轻核结合成质两个轻核结合成质量较大的原子核，量较大的原子核，放出核能放出核能放能多少放能多少聚变反应比裂变反应平均每个核子放聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量大约要大出的能量大约要大
5、34倍倍核废料核废料处理难度处理难度聚变反应的核废料处理要比裂变反应聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多简单得多自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练反应方式反应方式比较项目比较项目重核裂变重核裂变轻核聚变轻核聚变原料的原料的蕴藏量蕴藏量核裂变燃料铀在地球核裂变燃料铀在地球上储量有限，尤其用上储量有限，尤其用于核裂变的铀于核裂变的铀235在在铀矿石中只占铀矿石中只占0.7%主要原料是氘，氘在地主要原料是氘，氘在地球上的储量非常丰富球上的储量非常丰富.1 L海水中大约有海水中大约有0.03 g氘，氘，如果用来进行热核反如果用来进行热核反应，放出的能量约与燃应
6、，放出的能量约与燃烧烧300 L汽油相当汽油相当可控性可控性速度比较容易进行人速度比较容易进行人工控制，现在的核电工控制，现在的核电站都是用裂变反应释站都是用裂变反应释放核能放核能目前，除氢弹以外，人目前，除氢弹以外，人们还不能控制它们还不能控制它自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练以下说法正确的是以下说法正确的是 ()A聚变是裂变的逆反应聚变是裂变的逆反应B如果裂变释放能量，则聚变反应必定吸收能量如果裂变释放能量，则聚变反应必定吸收能量C聚变须将反应物加热至数百万开尔文以上的高温，显聚变须将反应物加热至数百万开尔文以上的高温，显 然是吸收能量然是吸收能量D
7、裂变与聚变均可释放巨大的能量裂变与聚变均可释放巨大的能量【典典例例1】对核聚变的理解及其核反应方程对核聚变的理解及其核反应方程自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练解析解析A选项从形式上看，裂变与聚变似乎是互为逆反选项从形式上看，裂变与聚变似乎是互为逆反应，但其实不然，因为二者的反应物和生成物完全不应，但其实不然，因为二者的反应物和生成物完全不同裂变是重核分裂成中等核，而聚变则是轻核聚合成为同裂变是重核分裂成中等核，而聚变则是轻核聚合成为次轻核，无直接关联，并非互为逆反应次轻核，无直接关联，并非互为逆反应B选项既然裂变与聚变不是互为逆反应，则在能量流向上选项既
8、然裂变与聚变不是互为逆反应，则在能量流向上也不必相反也不必相反C选项要实现聚变反应，必须使参加反应的轻核充分接选项要实现聚变反应，必须使参加反应的轻核充分接近，需要数百万开尔文的高温提供能量但聚变反应一旦近，需要数百万开尔文的高温提供能量但聚变反应一旦实现，所释放的能量远大于所吸收的能量因此，总的来实现，所释放的能量远大于所吸收的能量因此，总的来说，聚变反应还是释放能量说，聚变反应还是释放能量答案答案D自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置套全超导核聚
9、变实验装置(又称又称“人造太阳人造太阳”)已完成了首次工已完成了首次工程调试下列关于程调试下列关于“人造太阳人造太阳”的说法中正确的是的说法中正确的是 ()答案答案AC【变式变式1】自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练下列说法不正确的是下列说法不正确的是 ()解析解析A选项中是两个质量较轻的核结合成了一个质量较选项中是两个质量较轻的核结合成了一个质量较重的核，是聚变反应，故重的核，是聚变反应，故A说法正确；说法正确；B选项的核反应中是选项的核反应中是铀核捕获中子裂变为两个铀核捕获中子裂变为两个(或更多或更多)中等质量的核，并放出中等质量的核，并放出几个中子，
10、是裂变反应，故几个中子，是裂变反应，故B说法正确；在说法正确；在C选项的核反应选项的核反应中没有中子的轰击自发地放出了中没有中子的轰击自发地放出了粒子，是粒子，是衰变，衰变，C说法说法是正确的；而是正确的；而D应是应是衰变，故不正确，故答案为衰变，故不正确，故答案为D.答案答案D【典典例例2】核反应类型的判断核反应类型的判断自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练借题发挥借题发挥主要核反应类型有：主要核反应类型有：(1)衰变：衰变是原子核自衰变：衰变是原子核自发转变为另一种核并辐射出发转变为另一种核并辐射出或或粒子粒子(2)人工转变：人人工转变：人工转变常用工转
11、变常用粒子粒子(也可用中子等也可用中子等)轰击原子核，该核捕获轰击原子核，该核捕获粒子后产生新原子核，并放出一个或几个粒子粒子后产生新原子核，并放出一个或几个粒子(3)核裂核裂变：核裂变时铀核捕获中子裂变为两个变：核裂变时铀核捕获中子裂变为两个(或更多或更多)中等质量中等质量的核，并放出几个中子的核，并放出几个中子(4)核聚变：轻核聚变时也会放出核聚变：轻核聚变时也会放出中子中子自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练下列说法正确的是下列说法正确的是()解析解析本题考查了核反应的相关知识，意在考查考生对天本题考查了核反应的相关知识，意在考查考生对天然放射现象、重
12、核裂变、轻核聚变、原子核的人工转变等然放射现象、重核裂变、轻核聚变、原子核的人工转变等相关知识的记忆及分析判断能力，选项相关知识的记忆及分析判断能力，选项A、D为原子核的为原子核的人工转变，选项人工转变，选项B为轻核聚变，选项为轻核聚变，选项C为原子核的衰变，为原子核的衰变，故选项故选项B、D正确正确答案答案BD【变式变式2】自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量量mH1.007 3 u，中子质量，中子质量mn1.008 7 u，氚核质量，氚核质量m3.018 0 u求：
13、求：(1)写出聚变方程；写出聚变方程；(2)释放出的核能多大？释放出的核能多大？(3)平均每个核子释放的能量是多大？平均每个核子释放的能量是多大？(2)质量亏损质量亏损mmH2mnmT(1.007 321.008 73.018 0)u0.006 7 u，【典典例例3】计算核聚变释放的能量计算核聚变释放的能量自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练释放的核能释放的核能Emc20.006 7931.5 MeV6.24 MeV.答案答案见解析见解析借题发挥借题发挥轻核聚变释放核能的计算方法轻核聚变释放核能的计算方法(1)根据质量亏损计算根据质量亏损计算根据爱因斯坦质能
14、方程，用核子结合成原子核时质量亏损根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损(m)的千克数乘以真空中的光速的千克数乘以真空中的光速(c3108 m/s)的平方，的平方，即即Emc2.(2)根据根据1原子质量单位原子质量单位(u)相当于相当于931.5 MeV能量，用核子能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即，即Em931.5 MeV注意：式注意：式中中m的单位为的单位为kg，式，式中中m的单位是的单位是u，E的单位是的单位是MeV.自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练一个
15、氘核和一个氚核聚变成氦核，放出一个中子，一个氘核和一个氚核聚变成氦核，放出一个中子，这个反应中放出了多少核能？已知这个反应中放出了多少核能？已知mD2.014 102 u，mT3.016 050 u，mHe4.002 603 u，mn1.008 665 u.解析解析质量亏损为质量亏损为mmDmTmHemn0.018 884 u，该反应放出的能量为该反应放出的能量为E0.018 884931.5 MeV17.59 MeV.答案答案17.59 MeV【变式变式3】自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练A聚变反应不会释放能量聚变反应不会释放能量B聚变反应产生了新的原
16、子核聚变反应产生了新的原子核C聚变反应没有质量亏损聚变反应没有质量亏损D目前核电站都采用目前核电站都采用 聚变反应发电聚变反应发电对核聚变的理解及其核反应方程对核聚变的理解及其核反应方程1.自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练解析解析核聚变反应中产生新的原子核，同时由于发生了质核聚变反应中产生新的原子核，同时由于发生了质量亏损，会有核能的释放，这是人类利用核能的途径之量亏损，会有核能的释放，这是人类利用核能的途径之一目前核电站大多采用重核裂变的方法来释放与利用核一目前核电站大多采用重核裂变的方法来释放与利用核能发电能发电答案答案B自主学习自主学习名师解疑名师
17、解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为核反应方程为方程中方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：以下推断正确的是以下推断正确的是 ()2自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练答案答案B自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练A是裂变，是裂变，是是衰变，衰变，是聚变是聚变B是聚变，是聚变，是裂变，是裂变，是是衰变衰变C是是衰变，衰变，是裂变，是裂变，是聚变
18、是聚变D是是衰变，衰变，是聚变，是聚变，是裂变是裂变核反应类型的判断核反应类型的判断3自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练解析解析原子核自发地放出某种粒子成为新的原子核，叫做原子核自发地放出某种粒子成为新的原子核，叫做衰变，衰变，为为衰变，原子序数较大的重核分解成原子序数衰变，原子序数较大的重核分解成原子序数较小的原子核，叫做重核裂变，较小的原子核，叫做重核裂变，为裂变原子序数很小为裂变原子序数很小的原子核聚合成原子序数较大的原子核，叫做轻核聚变，的原子核聚合成原子序数较大的原子核，叫做轻核聚变，为聚变故正确答案为为聚变故正确答案为C.答案答案C自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练(1)写出聚变的核反应方程；写出聚变的核反应方程；(2)此反应过程中释放的能量为多少？平均每个核子释放出此反应过程中释放的能量为多少？平均每个核子释放出多少核能？多少核能？(2)此反应过程的质量亏损为此反应过程的质量亏损为m2.014 1 u3.016 0 u4.002 6 u1.008 665 u0.018 835 u，计算核聚变释放的能量计算核聚变释放的能量4自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练Emc20.018 835931.5 MeV17.5 MeV.
