第3節(jié)核聚變第3節(jié)核聚變1．知道聚變和聚變反應(yīng)的特點．2．能寫出聚變方程并計算聚變釋放的能量．3．了解受控?zé)岷朔磻?yīng)．1．知道聚變和聚變反應(yīng)的特點．一、輕核聚變定義：采用輕核聚合成_______引起結(jié)合能變化的核反應(yīng)，稱為輕核聚變．核反應(yīng)舉例__________________．能量變化：輕核聚變后，平均結(jié)合能_____，反應(yīng)中會_____能量．二、可控?zé)岷司圩兎磻?yīng)熱核聚變反應(yīng)的條件：必須使它們的距離達(dá)到_____m

以下，使核具有足夠的_____，輕核才能夠發(fā)生聚變．較重核增加釋放10－15

動能一、輕核聚變較重核增加釋放10－15動能約束聚變材料的方法：________、______、_________．引力約束磁約束慣性約束約束聚變材料的方法：________、______、_要使輕核聚變，必須使輕核接近核力發(fā)生作用的距離10－15m，這要克服電荷間強(qiáng)大的斥力作用，要求使輕核具有足夠大的動能．要使原子核具有足夠大的動能，就要給它們加熱，使物質(zhì)達(dá)到幾百萬開爾文的高溫．從比結(jié)合能的圖線看，輕核聚變后比結(jié)合能增加，因此聚變反應(yīng)是一個放能反應(yīng)．核聚變的發(fā)生條件及特點聚變發(fā)生的條件放能反應(yīng)要使輕核聚變，必須使輕核接近核力發(fā)生作用的距離10－15m應(yīng)用

(1)核武器——氫彈．(2)可控?zé)岷朔磻?yīng)：目前處于探索階段．應(yīng)用輕核聚變與重核裂變的區(qū)別反應(yīng)方式比較項目重核裂變輕核聚變放能原理重核分裂成兩個或多個中等質(zhì)量的原子核，放出核能兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核，放出核能放能多少聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)平均每個核子放出的能量大約要大3～4倍核廢料處理難度聚變反應(yīng)的核廢料處理要比裂變反應(yīng)簡單得多輕核聚變與重核裂變的區(qū)別反應(yīng)方式重核裂變輕核聚變放能原理重反應(yīng)方式比較項目重核裂變輕核聚變原料的蘊(yùn)藏量核裂變?nèi)剂镶櫾诘厍蛏蟽α坑邢?，尤其用于核裂變的?35在鈾礦石中只占0.7%主要原料是氘，氘在地球上的儲量非常豐富.1L海水中大約有0.03g氘，如果用來進(jìn)行熱核反應(yīng)，放出的能量約與燃燒300L汽油相當(dāng)可控性速度比較容易進(jìn)行人工控制，現(xiàn)在的核電站都是用裂變反應(yīng)釋放核能目前，除氫彈以外，人們還不能控制它反應(yīng)方式重核裂變輕核聚變原料的核裂變?nèi)剂镶櫾诘厍蛏蟽α坑邢蓿?/p>

以下說法正確的是

(

)．A．聚變是裂變的逆反應(yīng)B．如果裂變釋放能量，則聚變反應(yīng)必定吸收能量C．聚變須將反應(yīng)物加熱至數(shù)百萬開爾文以上的高溫，顯

然是吸收能量D．裂變與聚變均可釋放巨大的能量【典例1】對核聚變的理解及其核反應(yīng)方程 以下說法正確的是 ()．【典例1】對核聚解析

A選項從形式上看，裂變與聚變似乎是互為逆反應(yīng)，但其實不然，因為二者的反應(yīng)物和生成物完全不同．裂變是重核分裂成中等核，而聚變則是輕核聚合成為次輕核，無直接關(guān)聯(lián)，并非互為逆反應(yīng)．B選項既然裂變與聚變不是互為逆反應(yīng)，則在能量流向上也不必相反．C選項要實現(xiàn)聚變反應(yīng)，必須使參加反應(yīng)的輕核充分接近，需要數(shù)百萬開爾文的高溫提供能量．但聚變反應(yīng)一旦實現(xiàn)，所釋放的能量遠(yuǎn)大于所吸收的能量．因此，總的來說，聚變反應(yīng)還是釋放能量．答案

D解析A選項從形式上看，裂變與聚變似乎是互為逆反應(yīng)，但其實不

據(jù)新華社報道，由我國自行設(shè)計、研制的世界第一套全超導(dǎo)核聚變實驗裝置(又稱“人造太陽”)已完成了首次工程調(diào)試．下列關(guān)于“人造太陽”的說法中正確的是(

)．答案

AC【變式1】 據(jù)新華社報道，由我國自行設(shè)計、研制的世界第一套全超導(dǎo)核聚變

下列說法不正確的是

(

)．解析

A選項中是兩個質(zhì)量較輕的核結(jié)合成了一個質(zhì)量較重的核，是聚變反應(yīng)，故A說法正確；B選項的核反應(yīng)中是鈾核捕獲中子裂變?yōu)閮蓚€(或更多)中等質(zhì)量的核，并放出幾個中子，是裂變反應(yīng)，故B說法正確；在C選項的核反應(yīng)中沒有中子的轟擊自發(fā)地放出了α粒子，是α衰變，C說法是正確的；而D應(yīng)是β衰變，故不正確，故答案為D.答案

D【典例2】核反應(yīng)類型的判斷 下列說法不正確的是 ()．【典例2】核反應(yīng)類借題發(fā)揮主要核反應(yīng)類型有：(1)衰變：衰變是原子核自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N核并輻射出α或β粒子．(2)人工轉(zhuǎn)變：人工轉(zhuǎn)變常用α粒子(也可用中子等)轟擊原子核，該核捕獲α粒子后產(chǎn)生新原子核，并放出一個或幾個粒子．(3)核裂變：核裂變時鈾核捕獲中子裂變?yōu)閮蓚€(或更多)中等質(zhì)量的核，并放出幾個中子．(4)核聚變：輕核聚變時也會放出中子．借題發(fā)揮主要核反應(yīng)類型有：(1)衰變：衰變是原子核自發(fā)轉(zhuǎn)變

下列說法正確的是 (

)．解析本題考查了核反應(yīng)的相關(guān)知識，意在考查考生對天然放射現(xiàn)象、重核裂變、輕核聚變、原子核的人工轉(zhuǎn)變等相關(guān)知識的記憶及分析判斷能力，選項A、D為原子核的人工轉(zhuǎn)變，選項B為輕核聚變，選項C為原子核的衰變，故選項B、D正確．答案

BD【變式2】 下列說法正確的是 ()．【變式2】

一個質(zhì)子和兩個中子聚變?yōu)橐粋€氚核，已知質(zhì)子質(zhì)量mH＝1.0073u，中子質(zhì)量mn＝1.0087u，氚核質(zhì)量m＝3.0180u．求：(1)寫出聚變方程；(2)釋放出的核能多大？(3)平均每個核子釋放的能量是多大？(2)質(zhì)量虧損Δm＝mH＋2mn－mT＝(1.0073＋2×1.0087－3.0180)u＝0.0067u，【典例3】計算核聚變釋放的能量 一個質(zhì)子和兩個中子聚變?yōu)橐粋€氚核，已知質(zhì)子質(zhì)量mH＝1.0釋放的核能ΔE＝Δmc2＝0.0067×931.5MeV＝6.24MeV.答案見解析借題發(fā)揮輕核聚變釋放核能的計算方法(1)根據(jù)質(zhì)量虧損計算根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，用核子結(jié)合成原子核時質(zhì)量虧損(Δm)的千克數(shù)乘以真空中的光速(c＝3×108m/s)的平方，即ΔE＝Δmc2. ①(2)根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV能量，用核子結(jié)合成原子核時質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5MeV ②注意：式①中Δm的單位為kg，式②中Δm的單位是u，ΔE的單位是MeV.釋放的核能ΔE＝Δmc2＝0.0067×931.5MeV

一個氘核和一個氚核聚變成氦核，放出一個中子，這個反應(yīng)中放出了多少核能？已知mD＝2.014102u，mT＝3.016050u，mHe＝4.002603u，mn＝1.008665u.解析質(zhì)量虧損為Δm＝mD＋mT－mHe－mn＝0.018884u，該反應(yīng)放出的能量為ΔE＝0.018884×931.5MeV＝17.59MeV.

答案

17.59MeV【變式3】 一個氘核和一個氚核聚變成氦核，放出一個中子，這個反應(yīng)中放出A．聚變反應(yīng)不會釋放能量B．聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核C．聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損D．目前核電站都采用

聚變反應(yīng)發(fā)電對核聚變的理解及其核反應(yīng)方程1.A．聚變反應(yīng)不會釋放能量對核聚變的理解及其核反應(yīng)方程1.解析核聚變反應(yīng)中產(chǎn)生新的原子核，同時由于發(fā)生了質(zhì)量虧損，會有核能的釋放，這是人類利用核能的途徑之一．目前核電站大多采用重核裂變的方法來釋放與利用核能發(fā)電．答案

B解析核聚變反應(yīng)中產(chǎn)生新的原子核，同時由于發(fā)生了質(zhì)量虧損，會某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應(yīng)方程為方程中Q1、Q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表：以下推斷正確的是 (

)．2．某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應(yīng)方答案

B答案BA．①是裂變，②是β衰變，③是聚變B．①是聚變，②是裂變，③是β衰變C．①是β衰變，②是裂變，③是聚變D．①是β衰變，②是聚變，③是裂變核反應(yīng)類型的判斷3．A．①是裂變，②是β衰變，③是聚變核反應(yīng)類型的判斷3．解析原子核自發(fā)地放出某種粒子成為新的原子核，叫做衰變，①為β衰變，原子序數(shù)較大的重核分解成原子序數(shù)較小的原子核，叫做重核裂變，②為裂變．原子序數(shù)很小的原子核聚合成原子序數(shù)較大的原子核，叫做輕核聚變，③為聚變．故正確答案為C.答案

C解析原子核自發(fā)地放出某種粒子成為新的原子核，叫做衰變，①為(1)寫出聚變的核反應(yīng)方程；(2)此反應(yīng)過程中釋放的能量為多少？平均每個核子釋放出多少核能？(2)此反應(yīng)過程的質(zhì)量虧損為Δm＝2.0141u＋3.0160u－4.0026u－1.008665u＝0.018835u，計算核聚變釋放的能量4．(1)寫出聚變的核反應(yīng)方程；計算核聚變釋放的能量4．ΔE＝Δmc2＝0.018835×931.5MeV＝17.5MeV.ΔE＝Δmc2＝0.018835×931.5MeV＝17第3節(jié)核聚變第3節(jié)核聚變1．知道聚變和聚變反應(yīng)的特點．2．能寫出聚變方程并計算聚變釋放的能量．3．了解受控?zé)岷朔磻?yīng)．1．知道聚變和聚變反應(yīng)的特點．一、輕核聚變定義：采用輕核聚合成_______引起結(jié)合能變化的核反應(yīng)，稱為輕核聚變．核反應(yīng)舉例__________________．能量變化：輕核聚變后，平均結(jié)合能_____，反應(yīng)中會_____能量．二、可控?zé)岷司圩兎磻?yīng)熱核聚變反應(yīng)的條件：必須使它們的距離達(dá)到_____m

以下，使核具有足夠的_____，輕核才能夠發(fā)生聚變．較重核增加釋放10－15

動能一、輕核聚變較重核增加釋放10－15動能約束聚變材料的方法：________、______、_________．引力約束磁約束慣性約束約束聚變材料的方法：________、______、_要使輕核聚變，必須使輕核接近核力發(fā)生作用的距離10－15m，這要克服電荷間強(qiáng)大的斥力作用，要求使輕核具有足夠大的動能．要使原子核具有足夠大的動能，就要給它們加熱，使物質(zhì)達(dá)到幾百萬開爾文的高溫．從比結(jié)合能的圖線看，輕核聚變后比結(jié)合能增加，因此聚變反應(yīng)是一個放能反應(yīng)．核聚變的發(fā)生條件及特點聚變發(fā)生的條件放能反應(yīng)要使輕核聚變，必須使輕核接近核力發(fā)生作用的距離10－15m應(yīng)用

(1)核武器——氫彈．(2)可控?zé)岷朔磻?yīng)：目前處于探索階段．應(yīng)用輕核聚變與重核裂變的區(qū)別反應(yīng)方式比較項目重核裂變輕核聚變放能原理重核分裂成兩個或多個中等質(zhì)量的原子核，放出核能兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核，放出核能放能多少聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)平均每個核子放出的能量大約要大3～4倍核廢料處理難度聚變反應(yīng)的核廢料處理要比裂變反應(yīng)簡單得多輕核聚變與重核裂變的區(qū)別反應(yīng)方式重核裂變輕核聚變放能原理重反應(yīng)方式比較項目重核裂變輕核聚變原料的蘊(yùn)藏量核裂變?nèi)剂镶櫾诘厍蛏蟽α坑邢?，尤其用于核裂變的?35在鈾礦石中只占0.7%主要原料是氘，氘在地球上的儲量非常豐富.1L海水中大約有0.03g氘，如果用來進(jìn)行熱核反應(yīng)，放出的能量約與燃燒300L汽油相當(dāng)可控性速度比較容易進(jìn)行人工控制，現(xiàn)在的核電站都是用裂變反應(yīng)釋放核能目前，除氫彈以外，人們還不能控制它反應(yīng)方式重核裂變輕核聚變原料的核裂變?nèi)剂镶櫾诘厍蛏蟽α坑邢蓿?/p>

以下說法正確的是

(

)．A．聚變是裂變的逆反應(yīng)B．如果裂變釋放能量，則聚變反應(yīng)必定吸收能量C．聚變須將反應(yīng)物加熱至數(shù)百萬開爾文以上的高溫，顯

然是吸收能量D．裂變與聚變均可釋放巨大的能量【典例1】對核聚變的理解及其核反應(yīng)方程 以下說法正確的是 ()．【典例1】對核聚解析

A選項從形式上看，裂變與聚變似乎是互為逆反應(yīng)，但其實不然，因為二者的反應(yīng)物和生成物完全不同．裂變是重核分裂成中等核，而聚變則是輕核聚合成為次輕核，無直接關(guān)聯(lián)，并非互為逆反應(yīng)．B選項既然裂變與聚變不是互為逆反應(yīng)，則在能量流向上也不必相反．C選項要實現(xiàn)聚變反應(yīng)，必須使參加反應(yīng)的輕核充分接近，需要數(shù)百萬開爾文的高溫提供能量．但聚變反應(yīng)一旦實現(xiàn)，所釋放的能量遠(yuǎn)大于所吸收的能量．因此，總的來說，聚變反應(yīng)還是釋放能量．答案

D解析A選項從形式上看，裂變與聚變似乎是互為逆反應(yīng)，但其實不

據(jù)新華社報道，由我國自行設(shè)計、研制的世界第一套全超導(dǎo)核聚變實驗裝置(又稱“人造太陽”)已完成了首次工程調(diào)試．下列關(guān)于“人造太陽”的說法中正確的是(

)．答案

AC【變式1】 據(jù)新華社報道，由我國自行設(shè)計、研制的世界第一套全超導(dǎo)核聚變

下列說法不正確的是

(

)．解析

A選項中是兩個質(zhì)量較輕的核結(jié)合成了一個質(zhì)量較重的核，是聚變反應(yīng)，故A說法正確；B選項的核反應(yīng)中是鈾核捕獲中子裂變?yōu)閮蓚€(或更多)中等質(zhì)量的核，并放出幾個中子，是裂變反應(yīng)，故B說法正確；在C選項的核反應(yīng)中沒有中子的轟擊自發(fā)地放出了α粒子，是α衰變，C說法是正確的；而D應(yīng)是β衰變，故不正確，故答案為D.答案

D【典例2】核反應(yīng)類型的判斷 下列說法不正確的是 ()．【典例2】核反應(yīng)類借題發(fā)揮主要核反應(yīng)類型有：(1)衰變：衰變是原子核自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N核并輻射出α或β粒子．(2)人工轉(zhuǎn)變：人工轉(zhuǎn)變常用α粒子(也可用中子等)轟擊原子核，該核捕獲α粒子后產(chǎn)生新原子核，并放出一個或幾個粒子．(3)核裂變：核裂變時鈾核捕獲中子裂變?yōu)閮蓚€(或更多)中等質(zhì)量的核，并放出幾個中子．(4)核聚變：輕核聚變時也會放出中子．借題發(fā)揮主要核反應(yīng)類型有：(1)衰變：衰變是原子核自發(fā)轉(zhuǎn)變

下列說法正確的是 (

)．解析本題考查了核反應(yīng)的相關(guān)知識，意在考查考生對天然放射現(xiàn)象、重核裂變、輕核聚變、原子核的人工轉(zhuǎn)變等相關(guān)知識的記憶及分析判斷能力，選項A、D為原子核的人工轉(zhuǎn)變，選項B為輕核聚變，選項C為原子核的衰變，故選項B、D正確．答案

BD【變式2】 下列說法正確的是 ()．【變式2】

一個質(zhì)子和兩個中子聚變?yōu)橐粋€氚核，已知質(zhì)子質(zhì)量mH＝1.0073u，中子質(zhì)量mn＝1.0087u，氚核質(zhì)量m＝3.0180u．求：(1)寫出聚變方程；(2)釋放出的核能多大？(3)平均每個核子釋放的能量是多大？(2)質(zhì)量虧損Δm＝mH＋2mn－mT＝(1.0073＋2×1.0087－3.0180)u＝0.0067u，【典例3】計算核聚變釋放的能量 一個質(zhì)子和兩個中子聚變?yōu)橐粋€氚核，已知質(zhì)子質(zhì)量mH＝1.0釋放的核能ΔE＝Δmc2＝0.0067×931.5MeV＝6.24MeV.答案見解析借題發(fā)揮輕核聚變釋放核能的計算方法(1)根據(jù)質(zhì)量虧損計算根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，用核子結(jié)合成原子核時質(zhì)量虧損(Δm)的千克數(shù)乘以真空中的光速(c＝3×108m/s)的平方，即ΔE＝Δmc2. ①(2)根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV能量，用核子結(jié)合成原子核時質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5MeV ②注意：式①中Δm的單位為kg，式②中Δm的單位是u，ΔE的單位是MeV.釋放的核能ΔE＝Δmc2＝0.0067×931.5MeV

一個氘核和一個氚核聚變成氦核，放出一個中子，這個反應(yīng)中放出了多少核能？已知mD＝2.014102u，mT＝3.016050u，mHe＝4.002603u，mn＝1.008665u.解析質(zhì)量虧損為Δm＝mD＋mT－mHe－mn＝0.018884u，該反應(yīng)放出的能量為ΔE＝0.018884×931.5MeV＝17.59MeV.

答案

17.59MeV【變式3】 一個氘核和一個氚核聚變成氦核，放出一個中子，這個反應(yīng)中放出A．聚變反應(yīng)不會釋放能量B．聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核C．聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損D．目前核電站都采用

聚變反應(yīng)發(fā)電對核聚變的理解及其核反應(yīng)方程1.A．聚變反