重核的裂變與輕核的聚變

為迫使日本迅速投降，１９４５年８月６日８時１５分，美軍一架Ｂ－２９轟炸機(jī)飛臨日本廣島市區(qū)上空，投下一顆代號為“小男孩”的原子彈。“小男孩”是一顆鈾彈，長３米，直徑０７米，內(nèi)裝６０公斤高濃鈾，重約４噸，梯恩梯當(dāng)量為１５萬噸。炸彈在距地面５８０米的空中爆炸，在巨大沖擊波的作用下，廣島市的建筑全部倒塌，全市２４．５萬人口中有７．８１５萬人當(dāng)日死亡，死傷總?cè)藬?shù)達(dá)２０余萬，城市化為一片廢墟。這是人類歷史上首次將核武器用于實戰(zhàn)，廣島成為第一座遭受原子彈轟炸的城市。

８月９日，美軍又出動Ｂ－２９轟炸機(jī)將代號為“胖子”的原子彈投到日本長崎市。長崎市約６０％的建筑物被毀，傷亡８．６萬人，約占全市總?cè)丝诘模常罚?。８月１５日，日本宣布無條件投降，９月２日簽署投降書。第二次世界大戰(zhàn)至此結(jié)束。

美國用原子彈轟炸廣島和長崎，也使日本人民遭受到軍國主義者發(fā)動侵略戰(zhàn)爭帶來的嚴(yán)重災(zāi)難。日本人民成為戰(zhàn)爭的受害者，同時也親身體驗了原子彈造成的無窮遺患。據(jù)日本有關(guān)部門統(tǒng)計，截至２０１０年，廣島因受原子彈傷害而死亡的人數(shù)已達(dá)２６．９４４６萬人。

2011年8月6日，在日本廣島市中心的和平公園，當(dāng)?shù)厝罕姙樵訌棻ㄓ鲭y者祈禱。當(dāng)天，日本舉行廣島原子彈爆炸66周年和平紀(jì)念活動。１９４５年８月６日，在第二次世界大戰(zhàn)接近尾聲之際，美國向日本廣島投擲了一顆原子彈，這是人類歷史上首次將核武器用于實戰(zhàn)。為此，廣島市每年都會舉行悼念儀式及和平祈愿儀式復(fù)習(xí)引入研究表明：原子核的質(zhì)量雖然隨著原子序數(shù)的增大而增大，但是二者之間并不成正比關(guān)系，其核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)有如圖的關(guān)系：核子的平均質(zhì)量是：原子核的質(zhì)量核子數(shù)核子平均質(zhì)量核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)之間的關(guān)系重核的裂變和輕核的聚變物理學(xué)中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反應(yīng)叫做裂變．把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反映叫做聚變．一、裂變〓聚變〓裂變1939年12月，德國物理學(xué)家哈恩和他的助手斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)，用中子轟擊鈾核時，鈾核發(fā)生了裂變。鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，一種典型的反映是裂變?yōu)殇^和氪，同時放出三個中子，其核反應(yīng)方程是：鈾核的裂變→裂變中釋放出巨大的能量，在上述裂變中，裂變后的總質(zhì)量小于裂變前的總質(zhì)量，質(zhì)量虧損：釋放出的能量為1939年12月，德國物理學(xué)家哈恩和他的助手斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)，用中子轟擊鈾核時，鈾核發(fā)生了裂變。鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，一種典型的反映是裂變?yōu)殇^和氪，同時放出三個中子，其核反應(yīng)方程是：鈾核的裂變→裂變中釋放出巨大的能量，在上述裂變中，裂變后的總質(zhì)量小于裂變前的總質(zhì)量，質(zhì)量虧損：釋放出的能量為1g鈾全部裂變，它放出的能量超過2000t優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時釋放的能量．用中子轟擊鈾核時，鈾核發(fā)生了裂變，釋放出的中子又引起了其他鈾核的裂變，也就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)由裂變重核裂變產(chǎn)生的中子使反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)使裂變物資能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量。原子彈“小玩意兒”钚裝藥重61千克，TNT當(dāng)量22萬噸，試驗中產(chǎn)生了上千萬度的高溫和數(shù)百億個大氣壓，致使一座30米高的鐵塔被熔化為氣體，并在地面上形成一個巨大的彈坑．在半徑為400米的范圍內(nèi)，沙石被熔化成了黃綠色的玻璃狀物質(zhì)，半徑為1600米的范圍內(nèi)，所有的動物全部死亡．“原子彈之父”奧本海默在核爆觀測站里感到十分震驚，他想起了印度一首古詩：“漫天奇光異彩，有如圣靈逞威，只有一千個太陽，才能與其爭輝．我是死神，我是世界的毀滅者．”原子彈美國原子彈突襲廣島和長崎造成了巨大的毀傷．在長崎投擲的原子彈爆炸后形成的蘑菇狀云團(tuán)，爆炸產(chǎn)生的氣流、煙塵直沖云天，高達(dá)12英里多．廣島市區(qū)80%的建筑化為灰燼，64000人喪生，72000人受傷，傷亡總?cè)藬?shù)占全市總?cè)丝诘?3%．長崎市60%的建筑物被摧毀，傷亡86000人，占全市37%．原子彈原子彈在山田須磨子（一位當(dāng)年的爆炸目擊者）的一幅畫：在遙遠(yuǎn)的廣島上空，原子彈爆炸后發(fā)出彩虹一般絢麗的光芒廣島紅十字醫(yī)院里，一個嚴(yán)重?zé)齻膶W(xué)生仰面躺在一張草席上。他的五官幾乎全被原子彈爆炸產(chǎn)生的熱浪抹掉了。四天后他死了。倒塌的鋼架結(jié)構(gòu)建筑物

核防護(hù)（１）核爆炸瞬時效應(yīng)防護(hù)。對核襲擊的防護(hù)大致可分為兩大類。利用工事進(jìn)行掩蔽在開闊地面上的人員，當(dāng)發(fā)現(xiàn)核爆閃光時，立即背向爆心臥倒，可減輕傷害。（２）放射性沾染防護(hù)。避開在沾染區(qū)或高照射量率的地區(qū)行動人員通過沾染區(qū)時盡量乘坐車輛，在沾染區(qū)作業(yè)時要盡量縮短時間及時穿戴個人防護(hù)器材，防止人體受沾染進(jìn)入沾染區(qū)執(zhí)行任務(wù)的人員，可服用抗輻射藥，以減少放射性物質(zhì)在人體內(nèi)的存留原子彈中國第一顆原子彈爆炸蘑菇云發(fā)展圖解決能源危機(jī)根本途徑——核能

可開發(fā)的核裂變?nèi)剂腺Y源可使用上千年。核聚變資源可使用幾億年。二、核電站水泥防護(hù)層控制棒——鎘棒燃料棒—鈾棒減速劑鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的應(yīng)用——

核電站慢中子反應(yīng)堆二、核電站核能----解決能源危機(jī)的根本途徑核發(fā)電量占總發(fā)電比例最多的10個國家是：法國75%立陶宛731%比利時577%保加利亞471%斯洛伐克47%瑞典468%烏克蘭438%韓國428%匈牙利383%亞美尼亞364%世界核能發(fā)電占全部電量1/4核電站－－－－秦山核電站物理學(xué)中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反應(yīng)叫做裂變．把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反映叫做聚變．三、核聚變〓聚變〓裂變輕核的聚變（熱核反應(yīng)）:某些輕核能夠結(jié)合在一起，生成一個較大的原子核，這種核反應(yīng)叫做聚變。根據(jù)所給數(shù)據(jù),計算下面核反應(yīng)放出的能量:氘核的質(zhì)量：mD＝氚核的質(zhì)量：mT＝氦核的質(zhì)量：mα＝中子的質(zhì)量：mn=發(fā)生聚變的條件:使原子核間的距離達(dá)到10-15m實現(xiàn)的方法有:1、用加速器加速原子核；２、把原子核加熱到很高的溫度；108～109不經(jīng)濟(jì)聚變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng)核聚變的利用——?dú)鋸棌楏w引爆裝置小型原子彈三種炸藥：普通炸藥Ｕ235氘、氚爆炸裂變聚變氘、氚、重氫化鉀等鈾235外殼普通炸藥氫彈爆炸形成的磨姑云熱核反應(yīng)和裂變反應(yīng)相比較，具有許多優(yōu)越性。見教材P101四、可控?zé)岷朔磻?yīng)——核聚變的利用可控?zé)岷朔磻?yīng)將為人類提供巨大的能源,和平利用聚變產(chǎn)生的核量是非常吸引人的重大課題，我國的可控核聚變裝置“中國環(huán)流器1號”已取得不少研究成果現(xiàn)在的技術(shù)還不能控制熱核反應(yīng)。問題有：