磁场的应用 5课件+教学案+跟踪检测：第19章 原子核 （19份打包）(11)

(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。

5．重核裂变与轻核聚变的区别

重核裂变

轻核聚变

放能原理

重核分裂成两个或多个中等质量的原子核，放出核能

两个轻核结合成质量较大的原子核，放出核能

放能多少

聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量要大3～4倍

核废料处理难度

聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多

原料的蕴藏量

核裂变燃料铀在地球上储量有限，尤其用于核裂变的铀235在铀矿石中只占0.7%

主要原料是氘，氘在地球上的储量非常丰富，1 L海水中大约有0.03 g氘，如果用来进行热核反应，放出的能量约与燃烧300 L汽油相当

可控性

速度比较容易进行人工控制，现在的核电站都是用核裂变反应释放核能

目前，除氢弹以外，人们还不能控制它

[典例] 太阳的能量来自下面的反应：四个质子(氢核)聚变成一个α粒子，同时发射两个正电子，若太阳辐射能量的总功率为P，质子H、氦核He、正电子e的质量分别为mp、mα、me，真空中的光速为c，求：

(1)写出核反应方程；

(2)核反应所释放的能量ΔE；

(3)1 s内参与上述热核反应的质子数目。

[思路点拨]

(1)根据质量数守恒和电荷数守恒书写核反应方程。

(2)由爱因斯坦质能方程求解释放的能量。

(3)由功率的定义求1 s内参与反应的质子数。

[解析](1)根据质量数守恒和电荷数守恒，可得核反应方程为4H→He＋2e。

(2)质量亏损Δm＝4mp－mα－2me，根据爱因斯坦质能方程：ΔE＝Δmc2，核反应释放的能量，ΔE＝(4mp－mα－2me)c2。

(3)设单位时间内参与热核反应的质子数为N，依据能量关系

P＝，有N＝。

[答案](1)4H→He＋2e(2)(4mp－mα－2me)c2(3)

轻核聚变释放核能的计算方法

1．根据质量亏损计算。

根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损(Δm)的千克数乘以真空中的光速(c＝3×108 m/s)的平方，即ΔE＝Δmc2。①

2．根据1个原子质量单位(u)相当于931.5 MeV能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，

即ΔE＝Δm×931.5 MeV。②

注意：式①中Δm的单位为kg；式②中Δm的单位是u，ΔE的单位是MeV。

1．(多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→He＋H＋4.9 MeV和H＋H→He＋X＋17.6 MeV，下列表述正确的有()

A．X是中子

B．Y的质子数是3，中子数是6

C．两个核反应都没有质量亏损

D．氘和氚的核反应是核聚变反应

解析：选AD核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒，则由H＋H→He＋X＋17.6 MeV知X为n，由X＋Y→He＋H＋4.9 MeV知Y为Li，其中Y的质子数是3，中子数也是3，选项A正确，选项B错误。两个核反应都释放出核能，故都有质量亏损，选项C错误。X＋Y

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