1、第十九章,原子核,第七节 核聚变 第八节 粒子和宇宙,学 习 目 标,知 识 导 图,课 前 预 习,知识点 1,核聚变,质量较大,1015,库仑斥力,几百万,热核反应,3应用 目前，热核反应主要用在核武器上，那就是_，需要用_爆炸产生的高温高压引发核爆炸。 4太阳能 太阳的主要成分是_，太阳中心温度可达1.5107K，在此高温下，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着，太阳能就来自于太阳内部_释放的核能。,氢弹,原子弹,氢,聚变,1聚变与裂变相比有很多优点 (1)轻核聚变产能_； (2)地球上聚变燃料的储量_； (3)轻核聚变更为_。 2聚变的难点 地球上没有任何容器能够经受热核反应的高温。,知识
2、点 2,受控热核反应,效率高,丰富,安全、清洁,3控制方法 (1)磁约束：利用磁场约束参加反应的物质，目前最好的一种磁约束装置是_。 (2)惯性约束：聚变物质因自身的惯性，在极短时间内来不及扩散就完成了核反应，在惯性约束下，用_从各个方向照射反应物，使它们“挤”在一起发生反应。,环流器,激光,1“基本”粒子 19世纪末，许多人认为光子、电子、_和_是组成物质的不可再分的最基本粒子。 2发现新粒子 (1)从20世纪起科学家陆续发现了400多种同种类的新粒子，它们不是由_、_、_组成。 (2)科学家进一步发现质子、中子等本身也是复合粒子，且还有着_的结构。 3探测工具 粒子_和粒子_是研究粒子物理
3、的主要工具。,知识点 3,“基本粒子”不基本,质子,中子,质子,中子,电子,复杂,加速器,探测器,1新粒子 1932年发现了_，1937年发现了_，1947年发现了K介子和介子及以后的超子等。 2粒子的分类 按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子分为三大类：_、_和_。,知识点 4,发现新粒子,正电子,子,强子,轻子,媒介子,组成强子的粒子有六种夸克，分为上夸克和下夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克，所带电荷分别为元电荷的_或_，每种夸克都有对应的反夸克，夸克不能以自由的状态单个出现。,知识点 5,夸克模型,知识点 6,宇宙与恒量的演化,强子,轻子,核合成,恒星,星云团,判一判 (1)核聚变
4、时吸收能量。 ( ) (2)核聚变平均每个核子放出的能量，比裂变反应中平均每个核子放出的能量大。 ( ) (3)实现核聚变的难点是地球上没有任何容器能够经受如此高的温度。 ( ) (4)质子、中子不能再分。 ( ) (5)夸克的带电量是电子电荷的整数倍。 ( ) (6)太阳目前正处于氢通过热核反应成为氦，以电磁波的形式向外辐射核能。 ( ), ,解析：方程(1)属于重核裂变，方程(2)属于轻核聚变，选项A错误而B正确；由质量数和电荷数守恒得，k10，d1，选项C正确而D错误。,BC,想一想 万物生长靠太阳(如图)，太阳在我们日常生活中是不可替代的，它提供给地球足够的能源，如果说太阳一旦没有了，
5、那么地球上的一切生物都将随之消失。 你知道太阳的能量来源吗？ 答：来源于太阳内部的核聚变反应,课 内 探 究,如图为氢弹原理示意图。 (1)核聚变需要满足什么条件？ (2)为什么要用原子弹才能引爆氢弹？ 提示：(1)要使轻核聚变，必须使轻核接近核力发生作用的距离1015m。 (2)它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核聚变爆炸。,探究一 轻核的聚变,1轻核聚变是放能反应 从比结合能的图线看，轻核聚变后比结合能增加，因此聚变反应是一个放能反应。 2聚变发生的条件 要使轻核聚变，就必须使轻核接近核力发生作用的距离1015m，但是原子核是带正电的，要使它们接近1015m就必须克服很大的库仑斥
6、力作用，这就要求原子核应具有足够的动能。方法是给原子核加热，使其达到几百万度的高温。,3核聚变的特点 (1)在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变释放更多的能量。 (2)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)普遍性：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆。 4核聚变的应用 (1)核武器氢弹：一种不需要人工控制的轻核聚变反应装置。它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核聚变爆炸。 (2)可控热核反应：目前处于探索阶段。,太阳现在正处于主序星演化阶段，它主要是由电子和质子、氦核等组成，维持太阳辐射的是它内部的核聚变
7、反应，核反应为两个电子与四个质子聚变为氦。已知太阳的质量为21030kg，太阳向周围空间辐射能量的总功率为3.81026W。 (1)写出上述聚变反应的方程 (2)已知质子质量mp1.671027kg，氦核质量m6.64581027kg，电子质量me9.01031kg，光速c3.0108m/s，求每发生一次上述核反应所释放的能量。 (3)根据题目中数据计算太阳1秒钟减少的质量。太阳还能用多少年？,典例 1,解题指导：(1)聚变的核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒。 (2)核能计算的关键是求出核反应中的质量亏损，然后根据受因斯坦质能方程求解。 (3)由mtm求时间。,A,解析：根据电荷数守恒和质
8、量数守恒知X为质子，故B错误；根据质能方程知Emc2(2.0136u3.0150u4.00151u1.00783u)931.5MeV17.9MeV，故A正确；因为聚变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量减小，但是质量数不变，选项C错误；目前我国的秦山、大亚湾等核电站广泛使用重核裂变反应发电，选项D错误；故选A。,如图所示为粒子发展示意图。 (1)为什么现在将“基本”二字去掉，统称为粒子？ (2)为什么说夸克模型是物理学发展中的一个重大突破？,探究二 新粒子的发现和夸克模型,提示：(1)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子都不是由质子、中子、电子组成的，又发现质子、中子等本身也有自己的复杂结构。所以现在将“基本”二字去掉，统称为粒子。 (2)夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。,2粒子的分类,特别提醒：粒子具有对称性，有一个粒子，必存在一个反粒子，所以每种夸克都有对应的反夸克。,典例 2,A,8.21014,此过程遵循动量守恒定律,解题指导：(1)由核反应过程质量数和电荷数守恒判断 (2)根据Emc2和动量守恒求解,AD,解析：根据题目所给图表可以知道各种粒子的带电量，由电荷守恒定律可得A、D正确，B、C错误。,素 养 提 升,轻核聚变与重核裂变的区别,案 例,AC,
