重核的裂變輕核的聚變

1、重核裂變輕核聚變 物理學中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反應叫做裂變把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應叫做聚變聚變裂變 核能的釋放通常有兩種形式E=mc2給人類利用核能帶來了無限希望。一、鈾核的裂變 1938年12月，德國化學家哈恩和斯特拉斯曼在用中子轟擊鈾核的產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了鋇的放射性同位素。一個月以后終于證實，鈾核在俘獲一個中子后，發(fā)生了一個重核分裂成兩個中等質(zhì)量的核的反應過程重核裂變。已知裂變前的質(zhì)量：裂變后的質(zhì)量：鏈式反應：鈾核裂變時總要釋放出23個中子，而這些中子再碰擊鈾核裂變，這樣鈾核的裂變就會不斷地進行下去，這種現(xiàn)象叫做鏈式反應。鏈式反應條件 由于原子核非常小，如果鈾塊

2、的原子數(shù)少（即鈾塊的體積不夠大，從鈾塊出來的中子，還沒有碰到別的鈾原子核上就出去了，就不能產(chǎn)生鏈式反應。因此，能夠發(fā)生鏈式反應的鈾塊的最小體積叫做它的臨界體積。產(chǎn)生鏈式反應的條件： V V臨 如果鈾235的體積超過了它的臨界體積，只要中子進入鈾塊，立即會引起爆炸（產(chǎn)生幾百萬度的高溫）。原子彈就是根據(jù)這個原理制成的。（1）不受控鏈式反應原子彈鏈式反應應用中國第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖受控鏈式反應核電站問題1：鈾塊為什么要求是“濃縮鈾”？問題2：欲引起鏈式反應，是快速運動的“快中子”好？ 還是慢速運動的“慢中子”好？問題3：你有辦法使核反應堆關(guān)閉嗎？(1)原理：利用重核裂變緩慢釋放核能來發(fā)電的裝

3、置。(2)核心部分：核反應堆核反應堆組成：核燃料、中子減速劑、控制棒、保護層、熱交換器等核電站的優(yōu)點：消耗的“燃料”很少作為核燃料的鈾、釷等在地球上的可采儲量大對環(huán)境污染比火電站要小（相對而言）放射性物質(zhì)的國際通用標志圖如下：1991年，中國自行設計、建造的第一座核電站秦山核電站啟用（圖1），繼之大亞灣核電站投產(chǎn)。世紀之交，中國正規(guī)劃（臺州三門健跳鎮(zhèn)貓頭山）、興建4座新的核電站，到2010年核電總量有望達到2000萬千瓦。圖1 秦山核電站 核能的釋放還有第二種形式輕核的聚變：即兩個輕原子核（如氫的同位素氘），聚合成為一個較重的核，從而釋放出巨大的能量。一個氘核和一個氚核結(jié)合成一個氦核時，釋放出

4、17.6MeV的能量，平均每個核子放出的能量在3MeV以上（重核裂變時，每個核子平均釋放的能量約1MeV）。 產(chǎn)生輕核聚變的條件：必須使原子核之間的距離接近10-15 米氫核聚變又叫做熱核反應 現(xiàn)在的氫核聚變（熱核反應）無法進行建設性的使用，只能進行破壞性使用，氫彈是靠原子彈引爆的宇宙中的輕核聚變反應是很普遍的，很多恒星內(nèi)部進行著激烈的聚變反應，其釋放出來的能量以“光”的形式點亮了我們的世界?？上?，人工的輕核聚變反應現(xiàn)在 卻只能是懸在我們頭上的利劍。若能控制反應速度，核聚變發(fā)電比核裂變發(fā)電，有更多優(yōu)點。你想一想看，有哪幾方面優(yōu)點？核聚變比核裂變釋放出更多的能量。例如，鈾235的裂變反應，將千分之一的物質(zhì)變成了能量；而氘的聚變反應，將近千分之四的物質(zhì)變成了能量。 資源豐富 重核裂變使用的主要原料是鈾，目前探明的儲量僅夠使用約1000年；而輕核聚變使用的燃料是海水中的氘，1升海水能提取30毫克氘，地球上海水中就有45萬億噸氘，足夠人類