1、 1、了解聚变反应的特点及其条件；、了解聚变反应的特点及其条件； 2、了解可控热核反应及其研究和发展；、了解可控热核反应及其研究和发展； 3、知道轻核的聚变能够释放出很多的能量、知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将如果能加以控制将 为人类提供广阔的能源前景。为人类提供广阔的能源前景。 现在环境问题日趋严重，人们在提高生活品质的同时，也在对能源可现在环境问题日趋严重，人们在提高生活品质的同时，也在对能源可 持续发展提出了严峻的考验。持续发展提出了严峻的考验。 通过让学生自己阅读课本，让他们聚变核反应的特点及聚变反应的条通过让学生自己阅读课本，让他们聚变核反应的特点及聚变反应的条
2、件，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。件，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。 聚变 裂变 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。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。把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做聚变。 一、核聚变一、核聚变 1.1.轻核的聚变（热核反应）轻核的聚变（热核反应） 某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的 原子核，这种核反应叫做聚变。原子核，这种核反应叫做聚变。 轻核的聚变轻核的聚变: : nHeHH 1 0 3
3、 2 2 1 2 1 HHeHH 1 1 3 2 2 1 2 1 nHeHH 1 0 4 2 3 1 2 1 根据所给数据根据所给数据, ,计算下面核反应放出的能量计算下面核反应放出的能量: : nHeHH 1 0 4 2 3 1 2 1 氘核的质量：氘核的质量：mD = 2.014102u 氚核的质量：氚核的质量：mT = 3.016050u 氦核的质量：氦核的质量：m = 4.002603u 中子的质量：中子的质量：mn =1.008665u u018884.0)( nTD mmmmm MeV5.93101884.0 2 mcE MeV59.17E 解析：亏损的质量解析：亏损的质量 损失的
4、能量损失的能量 发生聚变的条件发生聚变的条件: : 使原子核间的距离达到使原子核间的距离达到10-15m 实现的方法有实现的方法有: : 1 1、用加速器加速原子核；、用加速器加速原子核； 、把原子核加热到很高的温度；、把原子核加热到很高的温度； 108109K 不经济不经济 聚变反应又叫热核反应聚变反应又叫热核反应 核聚变的利用核聚变的利用氢弹氢弹 弹体弹体 引爆装置引爆装置 小小 型型 原原 子子 弹弹 三种炸药：三种炸药： 普通炸药普通炸药 235 氘、氚氘、氚 爆炸爆炸 裂变裂变 聚变聚变 氘、氚、重氘、氚、重 氢化钾等氢化钾等 铀铀235 外壳外壳 普通炸药普通炸药 【分析分析】算出
5、核反应中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方程即可求出算出核反应中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方程即可求出 反应释放的核能。反应释放的核能。 （2）由题给条件可求得质量亏损为：）由题给条件可求得质量亏损为： m=2.01362(3.0150+1.0087)=0.0035u 释放的核能为释放的核能为 E=mc2=931.50.0035=3.26MeV 0=mUvU-mv (1) 由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式得由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式得 （2）核反应中释放的核能为）核反应中释放的核能为 E=mc2=(238.999655 - 234.99347 - 4.00150
6、9)931.5 =4.356MeV 由能的转化和守恒定律知由能的转化和守恒定律知 EkU+E k=E - 0.09MeV= 4.266MeV pU=p 粒子的动能为粒子的动能为 1.1.热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。 二、可控热核反应二、可控热核反应核聚变的利用核聚变的利用 可控热核反应将为人类提供巨大的能源可控热核反应将为人类提供巨大的能源, ,和平利用聚变和平利用聚变 产生的核量是非常吸引人的重大课题，我国的可控核聚变产生的核量是非常吸引人的重大课题，我国的可控核聚变 装置“中国环流器装置“中国环流器1 1号”已取得不少研究成果号”已取
7、得不少研究成果. . 轻核聚变产能效率高。轻核聚变产能效率高。 地球上聚变燃料的储量丰富。地球上聚变燃料的储量丰富。 轻聚变更为安全、清洁。轻聚变更为安全、清洁。 2.现在的技术还不能控制热核反应。现在的技术还不能控制热核反应。 问题有：问题有： 热核反应的的点火温度很高；热核反应的的点火温度很高； 如何约束聚变所需的燃料；如何约束聚变所需的燃料； 磁场约束磁场约束 反应装置中的气体密度要很低反应装置中的气体密度要很低 ，相当于常温常压下气体，相当于常温常压下气体 密度的几万分之一；密度的几万分之一； 惯性约束惯性约束 3.实现核聚变的两种方案。实现核聚变的两种方案。 磁约束磁约束 环流器的结构环流器的结构 惯性约束惯性约束
