5.3核力核結(jié)合能課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性

物理選擇性必修3第五章

原子核

第三節(jié)核力與結(jié)合能學(xué)習(xí)目標(biāo)（看完舉手示意）1．知道核力的概念、特點(diǎn)及自然界存在的四種基本相互作用。2．知道穩(wěn)定原子核中質(zhì)子與中子的比例隨著原子序數(shù)的增大而減小。3．理解結(jié)合能的概念，知道核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損。學(xué)生自學(xué)閱讀課本P115-111內(nèi)容找到書中的知識點(diǎn)、重點(diǎn)、疑難點(diǎn)。完成舉手示意閱讀過程中標(biāo)注出書中的關(guān)鍵字、詞、句、段。一讀、二劃、三找、四梳理、五結(jié)論自學(xué)指導(dǎo)1（限時(shí)2分鐘）1.閱讀課本115-111頁核力和四種基本相互作用和結(jié)合能部分①核力的概念及特點(diǎn)分別是什么？②四種相互作用分別是什么？③結(jié)合能的概念、比結(jié)合能的概念分別是什么？①核力的概念及特點(diǎn)分別是什么？②四種相互作用分別是什么？精講點(diǎn)撥能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的強(qiáng)大的力叫做核力萬有引力：引力主要在宏觀和宇宙尺度上“獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷”。是引力使行星繞恒星轉(zhuǎn)動(dòng)，并且聯(lián)系著星系團(tuán)，決定了宇宙的現(xiàn)狀和未來。電磁力：在原子核外，電磁力使電子結(jié)合成分子，使分子結(jié)合成液體與固體。強(qiáng)相互作用：在原子核內(nèi)，強(qiáng)力將核子束縛在一起。弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰變的原因，即引起中子－質(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強(qiáng)力更短，為10-18m，作用強(qiáng)度則比電磁力小。定義：能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的強(qiáng)大的力叫做核力。核力的特點(diǎn)：⑵核力是短程力。約在10-15m數(shù)量級時(shí)起作用，距離大于0.8×10-15m時(shí)為引力,距離為1.5×10-15m時(shí)核力幾乎消失，距離小于0.8×10-15m時(shí)為斥力，因此核子不會(huì)融合在一起。⑴核力是強(qiáng)相互作用（強(qiáng)力）的一種表現(xiàn)。在原子核尺度內(nèi)，核力比庫侖力大得多（比庫侖力強(qiáng)137倍）。

⑶核力與電荷無關(guān)。（核力與核子電荷無關(guān)）⑷核力具有飽和性。每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱之為核力的飽和性。1、核力：（1）引力相互作用

引力是自然界的一種基本相互作用，地面物體所受的重力只是引力在地球表面附近的一種表現(xiàn)。2、四種基本相互作用（2）電磁相互作用電荷間與磁體間的相互作用

宏觀物體之間的壓力、拉力、彈力、支持力等等，都起源于這些電荷之間的電磁相互作用。彈力（3）強(qiáng)相互作用

原子核中的核子之間存在一種很強(qiáng)的相互作用，即存在一種核力，它使得核子緊密地結(jié)合在一起，形成穩(wěn)定的原子核。pnnppn短程力：約在10-15m量級時(shí)起作用作用對象特點(diǎn)作用范圍舉例引力相互作用電磁相互作用強(qiáng)相互作用弱相互作用一切物體之間隨距離增大而減弱長程力，宏觀重力電荷間、電流間、磁體間引力相互作用長程力，宏觀彈力、摩擦力組成原子核的核子之間距離增大時(shí)，急劇減小短程力，微觀核力基本粒子之間距離增大時(shí)，急劇減小，比強(qiáng)相互作用小得多基本粒子間的力短程力，微觀3、四種基本相互作用的對比引起原子核β衰變的原因③結(jié)合能的概念、比結(jié)合能的概念分別是什么？精講點(diǎn)撥結(jié)合能：當(dāng)核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一定能量；原子核分解成核子時(shí)，要吸收同樣的能量。比結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比稱為比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。理解：核子結(jié)合成原子核時(shí)，平均每個(gè)核子所釋放的結(jié)合能，它也等于把原子核拆散成每個(gè)核子時(shí)，外界提供給每個(gè)核子的平均能量。注意：結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量，而是為把核子分開而需要的能量。意義：它反映了一個(gè)原子核穩(wěn)定程度。比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定。

相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)物體，由于萬有引力而相互接近，運(yùn)動(dòng)速度越來越大，引力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。最后撞在一起，一部分動(dòng)能變成熱并散失掉了。兩個(gè)物體為了結(jié)合而付出了代價(jià)——失去了一些能量，如果要把它們分開，還要重新賦予它們能量。宏觀現(xiàn)象：

要使基態(tài)氫原子電離，也就是要從氫原子中把電子剝離，需要通過碰撞、施加電場、讓氫原子吸收光子等途徑使它得到相應(yīng)的能量。微觀現(xiàn)象：1、結(jié)合能：原子核分解成核子時(shí)所吸收的能量。吸收27.386MeV

吸收2.2MeV也是核子結(jié)合成原子核而釋放的能量

組成原子核的核子越多，它的結(jié)合能越高。因此，有意義的是它的結(jié)合能與核子數(shù)之比。2、比結(jié)合能（平均結(jié)合能）：

意義：它反映了一個(gè)原子核穩(wěn)定程度，比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。原子核的結(jié)合能＝核子的平均結(jié)合能×核子數(shù)。核反應(yīng)中反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)合能與反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)合能之差，就是該次核反應(yīng)所釋放(或吸收)的核能?！铩?、比結(jié)合能與原子核穩(wěn)定的關(guān)系：(1)比結(jié)合能的大小能夠反映原子核的穩(wěn)定程度，比結(jié)合能越大，原子核就越難拆開，表示該原子核就越穩(wěn)定。(2)核子數(shù)較小的輕核與核子數(shù)較大的重核，比結(jié)合能都比較小，表示原子核不太穩(wěn)定；中等核子數(shù)的原子核，比結(jié)合能較大，表示原子核較穩(wěn)定。(3)當(dāng)比結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化成比結(jié)合能較大的原子核時(shí)，就可能釋放核能。例如，一個(gè)核子數(shù)較大的重核分裂成兩個(gè)核子數(shù)小一些的核，或者兩個(gè)核子數(shù)很小的輕核結(jié)合成一個(gè)核子數(shù)大一些的核，都能釋放出巨大的核能。自學(xué)指導(dǎo)1（限時(shí)2分鐘）2.閱讀課本117-118頁質(zhì)量虧損和例題部分①質(zhì)量虧損的概念是什么？②愛因斯坦質(zhì)能方程內(nèi)容是什么？①質(zhì)量虧損的概念是什么？

②愛因斯坦質(zhì)能方程內(nèi)容是什么？精講點(diǎn)撥質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和。愛因斯坦的質(zhì)能方程：E＝mc2質(zhì)量虧損表明原子核內(nèi)的確存在著結(jié)合能。核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)的質(zhì)量虧損Δm，正表明它們在互相結(jié)合過程中放出了能量。ΔE=Δmc2原子分解為核子時(shí)，質(zhì)量增加；核子結(jié)合成原子核時(shí)，質(zhì)量減少。原子核的質(zhì)量小于組成原子核的核子的質(zhì)量之和，叫做質(zhì)量虧損。1、質(zhì)量虧損：（組成原子核的核子的質(zhì)量之和與原子核的質(zhì)量之差）(3)質(zhì)量虧損也不是核子個(gè)數(shù)的減少，核反應(yīng)中核子個(gè)數(shù)是不變的。

(2)在核反應(yīng)中仍遵守質(zhì)量守恒和能量守恒。

質(zhì)量虧損并不是這部分質(zhì)量消失或質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?。物體的質(zhì)量應(yīng)包括靜止質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，質(zhì)量虧損是靜止質(zhì)量減少，減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為和輻射能量相聯(lián)系的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。愛因斯坦

物體的能量和質(zhì)量之間存在密切的聯(lián)系，他們的關(guān)系是：

核子在結(jié)合成原子核時(shí)要放出能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，大小為：質(zhì)能方程

物體質(zhì)量，隨著能量的變化，會(huì)發(fā)生變化。2、愛因斯坦質(zhì)能方程：E＝mc2

（ΔE＝Δmc2）E＝mc2

ΔE＝Δmc2說明：

（1）質(zhì)量不是能量、能量也不是質(zhì)量，質(zhì)量不能轉(zhuǎn)化能量，能量也不能轉(zhuǎn)化質(zhì)量，質(zhì)量只是物體具有能量多少及能量轉(zhuǎn)變多少的一種量度。

（2）核反應(yīng)過程中，質(zhì)量虧損時(shí)，核子個(gè)數(shù)不虧損(即質(zhì)量數(shù)守恒),可理解為組成原子核后，核內(nèi)每個(gè)核子仿佛“瘦了”一些。（3）質(zhì)量虧損并非質(zhì)量消失，而是減少的質(zhì)量m以能量形式輻射出去了，因此質(zhì)量守恒定律不被破壞。(1)切記不要誤認(rèn)為虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量。核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損是靜止的質(zhì)量減少，輻射γ光子的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量剛好等于虧損的質(zhì)量，即反應(yīng)前后仍然遵循質(zhì)量守恒和能量守恒。(2)核反應(yīng)中釋放的核能是由于核力做功引起的。特別提醒3、核反應(yīng)過程中:

核子結(jié)合成原子核時(shí),新核質(zhì)量小于核子的質(zhì)量(質(zhì)量虧損),同時(shí)以光子形式釋放核能;

原子核分解為核子時(shí),需要吸收一定能量,核子的總質(zhì)量大于原原子核的質(zhì)量。4、質(zhì)能方程ΔE=mc2常用單位:

（1）m用“u(原子質(zhì)量單位)”1u=1.660566×10-27kg

（2）ΔE用“uc2”1uc2=931.5MeV（931.5兆電子伏）

(表示1u的質(zhì)量變化相當(dāng)于931.5MeV的能量改變)(3)質(zhì)能方程的本質(zhì)：①質(zhì)量或能量是物質(zhì)的屬性之一，決不能把物質(zhì)和它們的某一屬性(質(zhì)量和能量)等同起來；②質(zhì)能方程揭示了質(zhì)量和能量的不可分割性，方程建立了這兩個(gè)屬性在數(shù)值上的關(guān)系，這兩個(gè)量分別遵守質(zhì)量守恒和能量守恒，質(zhì)量和能量在數(shù)值上的聯(lián)系決不等于這兩個(gè)量可以相互轉(zhuǎn)化；③質(zhì)量虧損不是否定了質(zhì)量守恒定律。根據(jù)愛因斯坦的相對論，輻射出的γ光子靜質(zhì)量雖然為零，但它有動(dòng)質(zhì)量，而且這個(gè)動(dòng)質(zhì)量剛好等于虧損的質(zhì)量，所以質(zhì)量守恒、能量守恒仍成立。(1)質(zhì)能方程說明，一定的質(zhì)量總是跟一定的能量相聯(lián)系的。具體地說，一定質(zhì)量的物體

所具有的總能量是一定的，等于光速的平方與其質(zhì)量之積，這里所說的總能量，不是

單指物體的動(dòng)能、核能或其他哪一種能量，而是物體所具有的各種能量的總和。5、對質(zhì)能方程E＝mc2的理解(2)根據(jù)質(zhì)能方程，物體的總能量與其質(zhì)量成正比。物體質(zhì)量增加，則總能量隨之增加；

質(zhì)量減少，總能量也隨之減少，這時(shí)質(zhì)能方程也寫作ΔE＝Δmc2。物理選擇性必修3第五章

原子核

第四節(jié)核裂變與核聚變學(xué)習(xí)目標(biāo)（看完舉手示意）1．知道核裂變的概念，知道重核裂變中能釋放出巨大的能量。2．知道什么是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。3．了解核聚變的特點(diǎn)及其條件。學(xué)生自學(xué)閱讀課本P119-125內(nèi)容找到書中的知識點(diǎn)、重點(diǎn)、疑難點(diǎn)。完成舉手示意閱讀過程中標(biāo)注出書中的關(guān)鍵字、詞、句、段。一讀、二劃、三找、四梳理、五結(jié)論自學(xué)指導(dǎo)1（限時(shí)2分鐘）1.閱讀課本119-120頁核裂變的發(fā)現(xiàn)部分①核裂變的概念是什么？②鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的概念是什么？③分析鈾核的裂變。2.閱讀課本121-123頁反應(yīng)堆和核電站部分①反應(yīng)堆的構(gòu)造有哪些？②核能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)？①核裂變的概念是什么？②鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的概念是什么？③分析鈾核的裂變。精講點(diǎn)撥重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為裂變。由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(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)。通常把裂變物質(zhì)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。核裂變：重核受粒子打擊，分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反應(yīng)。1、核裂變⑴鈾核裂變的一種典型情形中子轟擊鈾235中間產(chǎn)物鈾236氪89鋇1443個(gè)中子

（最典型的一種核反應(yīng)方程式）2、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

當(dāng)一個(gè)中子引起一個(gè)重核裂變后，裂變釋放的中子再引起其他重核裂變，且由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程，這種反應(yīng)叫核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。⑴定義：（2）臨界體積和臨界質(zhì)量：使裂變物質(zhì)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。鈾塊的大小是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能否進(jìn)行的重要因素。原子核的體積非常小，原子內(nèi)部的空隙很大，如果鈾塊不夠大，中子在鈾塊中通過時(shí)，就有可能不到鈾核而跑到鈾核外面去，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不能繼續(xù)。只有當(dāng)鈾核足夠大時(shí)，裂變產(chǎn)生的中子才有足夠的概率打中某個(gè)核，使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行下去。通常把裂變物質(zhì)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（3）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件:①有足夠濃度的鈾235②有足夠數(shù)量的慢中子③發(fā)生裂變物質(zhì)的體積大于臨界體積或裂變物質(zhì)的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量。發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)爆炸

足以維持鏈反應(yīng)正常進(jìn)行的裂變材料質(zhì)量叫臨界質(zhì)量(criticalmass)。鈾-235的臨界質(zhì)量約為1kg，質(zhì)量超過1kg則發(fā)生爆炸。發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：鈾塊的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量，或者鈾塊的體積大于臨界體積。2、①反應(yīng)堆的構(gòu)造有哪些？精講點(diǎn)撥1）鈾棒由濃縮鈾制成，作為核燃料。2）控制棒由鎘做成，用來控制反應(yīng)速度。3）減速劑由石墨、重水或普通水（有時(shí)叫輕水）做成，用來跟快中子碰撞，使快中子能量減少，變成慢中子，以便讓U235俘獲。4）冷卻劑由水或液態(tài)的金屬鈉等流體做成，在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出，確保反應(yīng)堆的安全。5）水泥防護(hù)層用來屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線，防止核輻射。②核能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)？精講點(diǎn)撥優(yōu)點(diǎn)：①污染小；②可采儲(chǔ)量大；③比較經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：①一旦核泄漏會(huì)造成嚴(yán)重的核污染；②核廢料處理困難。通過可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來釋放核能的裝置。1、反應(yīng)堆：“熱中子（慢中子）”核反應(yīng)堆示意圖水泥防護(hù)層控制棒——鎘棒燃料棒—鈾棒減速劑⑴燃料：鈾棒⑵慢化劑：為了使裂變產(chǎn)生的快中子減速，在鈾棒周圍要放“慢化劑”，常用的慢化劑有石墨、重水或普通水。⑶控制棒：在鈾棒之間插入一些鎘棒，利用鎘棒吸收中子的能力很強(qiáng)來控制反應(yīng)速度。鎘棒插入的越深，吸收的中子就越多，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度就越慢，這樣的鎘棒叫控制棒。⑷水泥防護(hù)層：屏蔽射線防止放射性污染。熱中子反應(yīng)堆的核燃料是鈾棒，成分是天然鈾或濃縮鈾（鈾235的含量占2%?4%）。中子的速度不能太快，否則會(huì)與鈾235“擦肩而過”，鈾核不能“捉”住它，不能發(fā)生核裂變。實(shí)驗(yàn)證明，速度與熱運(yùn)動(dòng)速度相當(dāng)?shù)闹凶幼钸m于引發(fā)核裂變。這樣的中子就是“熱中子”，或稱慢中子。2、核電站核電站工作流程

第一回路中的水被泵壓入反應(yīng)堆，通過堆芯時(shí)核心反應(yīng)放出的熱使水的內(nèi)能增加，水溫升高。第一回路的水進(jìn)入交換器，把熱量傳給第二回路的水，然后又被泵壓回反應(yīng)堆。

在熱交換器內(nèi)，第二回路中的水被回?zé)嵘筛邷馗邏赫羝?qū)動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。⑴核電站工作流程⑵核反應(yīng)堆的防護(hù)措施：由1m多厚的鋼筋混凝土制成，整個(gè)核反應(yīng)堆都裝在安全殼中。第一道屏障——耐高溫腐蝕的陶瓷體燃料芯塊可以把98%以上的裂變產(chǎn)物滯留在芯塊內(nèi)。第二道屏障——燃料元件包殼由優(yōu)質(zhì)的鋯合金制成，具有良好的密封性。第三道屏障——壓力殼將燃料棒和一回路的水完全罩住，防止燃料元件包殼少量射線泄漏。第四道屏障——安全殼在反應(yīng)堆外面修建很厚的水泥層，用來屏障裂變反應(yīng)放出的各種射線，核廢料具有很強(qiáng)的放射性。需要裝入特制的容器深埋地下。能量輸出：利用水或者液態(tài)的金屬鈉等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去，用于發(fā)電。優(yōu)缺點(diǎn)：（1）優(yōu)點(diǎn)：①污染?。虎诳刹蓛?chǔ)量大；③比較經(jīng)濟(jì)。（2）缺點(diǎn)：①一旦核泄漏會(huì)造成嚴(yán)重的核污染；②核廢料處理困難。

核污染的處理：核反應(yīng)堆各組成部分在核反應(yīng)中的作用自學(xué)指導(dǎo)1（限時(shí)2分鐘）3.閱讀課本123-125頁核聚變部分①核聚變的概念是什么？②為什么輕核的聚變反應(yīng)能夠比重核的裂變反應(yīng)釋放更多的核能？③聚變的條件有哪些以及實(shí)現(xiàn)方法有哪些？④聚變的特點(diǎn)有哪些？以及聚變的實(shí)例⑤聚變與裂變相比的優(yōu)點(diǎn)⑥目前還不能控制熱核反應(yīng)的主要問題？⑦實(shí)現(xiàn)核聚變的兩種控制方案分別是什么？①核聚變的概念是什么？②為什么輕核的聚變反應(yīng)能夠比重核的裂變反應(yīng)釋放更多的核能？③聚變的條件有哪些以及實(shí)現(xiàn)方法有哪些？精講點(diǎn)撥兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的反應(yīng)叫做聚變。因?yàn)檩^輕的原子核比較重的原子核核子的平均質(zhì)量更大，聚變成質(zhì)量較大的原子核能產(chǎn)生更多的質(zhì)量虧損，所以平均每個(gè)核子釋放的能量就更大。參與反應(yīng)的原子核必須接近到原子核大小的尺寸范圍，即10-15m！要使原子核接近到這種程度，必須使它們具有很大的動(dòng)能以克服原子核之間巨大的庫侖斥力。兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的核反應(yīng)叫做核聚變。1、核聚變

一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)（同時(shí)放出一個(gè)中子），釋放17.6MeV的能量，平均每個(gè)核子放出的能量在3MeV以上，比裂變反應(yīng)中平均每個(gè)核子放出的能量大3-4倍，核反應(yīng)方程：

其他聚變反應(yīng)方程:2、核聚變普遍存在于宇宙中恒星科學(xué)家估計(jì)，太陽的這種“核燃燒”還能維持90億~100億年。當(dāng)然，與人類歷史相比，這個(gè)時(shí)間很長很長！熱核反應(yīng)在宇宙中時(shí)時(shí)刻刻地進(jìn)行著，太陽和很多恒星的內(nèi)部溫度高達(dá)107K以上，因而在那里進(jìn)行著激烈的熱核反應(yīng)，不斷向外界釋放著巨大的能量。太陽每秒釋放的能量約為3.8×1026J，地球只接受了其中的二十億分之一。太陽在“核燃燒”的過程中“體重”不斷減輕。它每秒有７億噸原子核參與碰撞，轉(zhuǎn)化為能量的物質(zhì)是400萬噸。太陽聚變反應(yīng)④聚變的特點(diǎn)有哪些？以及聚變的實(shí)例⑤聚變與裂變相比的優(yōu)點(diǎn)？⑥目前還不能控制熱核反應(yīng)的主要問題？精講點(diǎn)撥聚變反應(yīng)一旦發(fā)生，就不再需要外界給它能量，靠自身產(chǎn)生的熱就可以維持反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行下去。核聚變又叫熱核反應(yīng)。聚變與裂變相比的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)之一：輕核聚變產(chǎn)能效率高。優(yōu)點(diǎn)之二：地球上聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量豐富。優(yōu)點(diǎn)之三：是輕核聚變反應(yīng)更為安全、清潔。1）熱核反應(yīng)的點(diǎn)火溫度很高；2）如何約束聚變所需的燃料；3）反應(yīng)裝置中的氣體密度要很低，相當(dāng)于常溫常壓下氣體密度的幾萬分之一。⑦實(shí)現(xiàn)核聚變的兩種控制方案分別是什么？精講點(diǎn)撥1）磁約束：利用磁場來約束參加反應(yīng)的物質(zhì)。2）慣性約束：利用強(qiáng)激光的慣性壓力約束參加反應(yīng)的物質(zhì)。（1）反應(yīng)物質(zhì)量相同的情況下聚變放出的能量比裂變多，產(chǎn)能效率高。相同的核燃料，反應(yīng)中產(chǎn)生的能量比較多。（2）地球上聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量豐富。每升水中就含有0.03g氘，地球上有138.6億億立方米的水，大約有40萬億噸氘。氚可以利用鋰來制取，地球上鋰儲(chǔ)量有2000億噸。（3）輕核聚變更為安全、清潔。高溫不能維持反應(yīng)就能自動(dòng)終止，聚變產(chǎn)生的氦是沒有放射性的。（4）反應(yīng)中放射物質(zhì)的處理較容易，遺留物對環(huán)境污染小。氘和氚聚變反應(yīng)中產(chǎn)生的氦是沒有放射性的，放射性廢物主要是泄漏的氚以及聚變時(shí)高速中子、質(zhì)子與其他物質(zhì)反應(yīng)而生成的放射性物質(zhì)，比裂變所生成的廢物的數(shù)量少，容易處理。可控核聚變（熱核反應(yīng)）的優(yōu)越性：物理選擇性必修3第五章

原子核

第五節(jié)“基本”粒子學(xué)習(xí)目標(biāo)（看完舉手示意）1．了解構(gòu)成物質(zhì)的“基本粒子”。2．了解粒子物理的發(fā)展史。自學(xué)指導(dǎo)1（限時(shí)2分鐘）1.閱讀課本126-127頁發(fā)現(xiàn)新粒子部分①從宇宙線中發(fā)現(xiàn)了哪些粒子？這些粒子有什么特點(diǎn)？2.閱讀課本128頁粒子的分類部分①粒子的分類有哪些②這些粒子的性質(zhì)都有哪些？③現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為夸克有哪幾種？有什么特征？直到19世紀(jì)末，人們都認(rèn)為原子是組成物質(zhì)的不可再分的最小微粒。原子電子質(zhì)子中子原子核電子云+=1.基本粒子2.粒子不同種類的新粒子質(zhì)子、中子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)所以，從20世紀(jì)后半期起，就將"基本"二字去掉，統(tǒng)稱為粒子。發(fā)現(xiàn)各種微粒的科學(xué)家道爾頓（原子）湯姆遜（電子）盧瑟福（質(zhì)子）查德威克（中子）科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子等本身也有自己的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)1、部分新粒子的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)年代1932年發(fā)現(xiàn)了正電子后來還發(fā)現(xiàn)了一些粒子，質(zhì)量比質(zhì)子的質(zhì)量大，叫做超子。1947年發(fā)現(xiàn)了K介子和介子1937年發(fā)現(xiàn)了子⑴1931——1970年發(fā)現(xiàn)的新粒子大型強(qiáng)子對撞機(jī)內(nèi)部設(shè)備的一個(gè)局部⑵對撞機(jī)1932年發(fā)明的粒子加速器，能使帶電粒子加速到很高的能量。讓這些高能粒子彼此對撞，就能產(chǎn)生更多的粒子，這種裝置稱為對撞機(jī)。利用加速器和對撞機(jī)，人們發(fā)現(xiàn)了更多的粒子。⑶1971——2001年發(fā)現(xiàn)的新粒子現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的粒子達(dá)到400多種年份發(fā)現(xiàn)的粒子年份發(fā)現(xiàn)的粒子1931—1940正電子、u子1971—1980τ子、膠子、J/Ψ介子1941—1950K介子、π介子1981—1990W和Z玻色子1951—1960反質(zhì)子電子中微子1991—2000τ子中微子1961—1970u子中微子2000年至今希格斯玻色子①研究宇宙線發(fā)現(xiàn)新的粒子②利用加速器發(fā)現(xiàn)新的粒子1、強(qiáng)子：參與強(qiáng)相互作用的粒子。2、輕子：不參與強(qiáng)相互作用的粒子。電子電子中微子μ子μ子中微子τ子和τ子中微子⑵每種輕子都