1、范水高级中学物理教案（高二） 上课时间 上课班级 授课人 2005 年上学期第二十二章原子核 第七节 轻核的聚变教学目标1、 解聚变反应的概念；2、 知道可控热核反应。3、 介绍利用核聚变释放核能的广阔前景；4、介绍我国自行研制的可控核聚变反应装置。教学重点 1、 轻核的聚变教学难点 1、 轻核聚变要放出能量教学方法 学生阅读课本、教师点拨解决重点内容的学习。教学用具 多媒体课件课时安排 1 课时教 学 步 骤新课引入一、复习提问：人类的生活、社会发展需要各种各样的能源。而我们以前常规用的能源如煤、石油、天然气的贮量是有限的，据专家推测石油只能保证开采 44 年，天然气也只能开采 56 年，煤
2、最多能开采 200 年。我们面临着的能源危机迫使我们去寻找和开发新的能源。核能的利用为我们开辟了广阔的前景。上节课我们所学的重核裂变就是人类释放核的一种方式，请同学们回顾一下上一节课所学的知识，并回答下列问题。（出示问题）1、一个 分裂成 的核的过程叫裂变。2、完成下列核反应方程式： n10XeSrnU13654908359KBa236102er1014059835923、铀 235 裂变为什么又称为链式反应？二、引入：理论的计算和实验都已证明了重核在裂变时要放出能量，每个核子平均放出的能量约为 1 兆电子伏。范水高级中学物理教案（高二） 上课时间 上课班级 授课人 2005 年上学期分析核子
3、平均质量曲线发现：两个轻核聚变质量亏损得比较快，因此放出的能量就更多。例：一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，释放 17。6Mev 的能量，平均每个核子放出 3Mev 以上。1、轻核的聚变：由轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫轻核聚变。简称聚变。例子： MeVnHe6.1704231292、产生轻核聚变的条件：要使轻核发生聚变，必须使它们核子之间的距离接近到 10-15 m。由于原子核都是带正电的，要使他们接近到这种程度，必须克服巨大的库仑斥力，这就要求原子核有很大的动能。怎样才能使轻核获得足够大的动能来产生聚变呢？方法之一就是将物质加热。温度越高，分子的热运动越剧烈，分子热运动的平均动
4、能越大。当物质达到几百万摄氏度以上的高温时，剧烈的热运动使得一部分原子核具有足够的动能，可以克服原子核间的库仑斥力，在碰撞时发生聚变。因此，聚变反应有叫热核反应。热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以使反应进行下去。3、聚变反应的特点 和裂变相比，聚变反应释放的能量更多例 1、一个氘核和一个氘核发生聚变，其核反应方程是H+ H He+ n 计算该反应释放的能量。234210氘核的质量：m D=2.014 102u氚核的质量：m T=3.016 050u氦核的质量：m =4.002 603u中子的质量：m n=1.008 665u1u=1.660 610-27kg，1e=
5、1.602 210 -19C根据质能方程，释放出的能量 E= mc2=（m D + mT - m- mn）c 2= eV192870630184. =17.6 MeV范水高级中学物理教案（高二） 上课时间 上课班级 授课人 2005 年上学期新课教学.用来聚变的核原料丰富1L 海水中大约有 0.03g 氘，如果发生聚变，放出的能量相当于燃烧 300L 汽油。常见的聚变反应H+ H H+ H+ 4 MeV2131H+ H He+ n+ 17.6 MeV420氘是实现这两个反应的原始材料，而氘是重水的组成成分，在覆盖地球表面三分之二的海水中是取之不尽的。 安全、无污染聚变产物基本上是稳定的氦核，没
6、有放射性，不污染周围环境。而常规裂变反应堆会产生寿命长放射性较强的核废料，容易引起环境污染。4、可控热核反应现在可控热核反应还处于研究阶段，日英开发出激光核聚变新方法，有关论文发表在近日出版的英国自然杂志上。有人提出利用电解重水的方法实现低温核聚变，但是未经证实。据专家估计，可控热核聚变可能在本世纪 40 年代投入商业运营，人类从此将拥有用之不竭的洁净能源。5、聚变能的应用 太阳能。热核反应在宇宙中是很普通的。太阳和许多恒星内部，温度高达 107K 以上，就满足热核反应的条件。太阳内部的氢核在极高温下聚变成氦核，每秒释放的能量达 3.81026J。地球只接收了其中的二十亿分之一左右。对太阳能的应用主要是：地球上万物生长离不开太阳的光和热；太阳能热水器、太阳能电池等等。 氢弹。氢弹是利用热核反应制造的一种大规模杀伤武器，在其中进行的是不可控热核反应。小结作业学案与检测
