1、3.3.7 核聚变 3.3.8 粒子和宇宙,质量较大,能量,3.条件：要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到 m以内，核力才能起作用。由于原子核都带正电，要使它们接近到这种程度，必须克服巨大的 ，这就要求原子核具有足够的动能，有一种方法就是把它们加热到很高的温度，温度高达 开尔文，因此聚变又叫 。 4.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。 5.太阳能：太阳的主要成分是 ，太阳中心温度可达1.5107 K，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。,10-15,库仑斥力,几百万,热核反应,氢弹,原子弹,氢,
2、聚变,思考判断,(1)核聚变时吸收能量。( ) (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)热核反应主要用在核武器上，那就是原子弹。( ) 答案 (1) (2) (3),二、受控热核反应 1.聚变的优点：第一：轻核聚变产能效率高。第二：地球上聚变燃料的储量丰富。第三：轻核聚变更为安全、清洁，控制温度，可控制反应，而且生成的废物数量少、易处理。 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。,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
3、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,思考判断,(1)轻核聚变比裂变更安全、清洁。( ) (2)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。( ) (3)现在已经实现了技术突破，能够稳定地输出聚变能。( ) 答案 (1) (2) (3),三、粒子和宇宙 1.基本粒子不基本(1)19世纪末，人们都认为 、电子、 和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子。(2)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 等本身也有自己的复杂结构。,光子,质子,质子、中子,2.发现新粒子,(1)新粒子：1
4、932年发现了 ，1937年发现了 ，1947年发现了 和 及以后的质量比质子的质量大的 。 (2)粒子的分类：按照 的不同关系，可将粒子分为三大类： 、 和 。 (3)夸克模型的提出：1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，认为强子是由更基本的成分组成，这种成分叫作 。夸克模型指出电子电荷不再是电荷的最小单位，即存在 。,正电子,子,K介子,介子,超子,粒子与各种相互作用,强子,轻子,媒介子,夸克,分数电荷,3.宇宙和恒星的演化,夸克、轻子、胶子,强子,轻子,核合成,中性的氢原子,恒星和星系,星云团,氦核,中子星,思考判断,(1)质子、中子不能再分。( ) (2)夸克的带电量是电子
5、电荷的整数倍。( ) (3)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的阶段。( ) 答案 (1) (2) (3),核聚变的特点及应用,(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)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。 (3)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。 (4)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。,1.核聚变的特点,要点归纳,2.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
6、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。,3.重核裂变与轻核聚变的区别,例1 关于核聚变的说法正确的是( ),A.聚变是裂变的逆反应 B.如果裂变释放能量，则聚变反应一定吸收能量 C.聚变反应须将热核燃料加热到数百万度以上的温度，显然是吸热反应 D.聚变和裂变都可以释放出巨大的能量 审题指导 (1)聚变反应和裂变反应的定义。 (2)吸能和放能的判断依据。 (3)聚变反应的条件。,精典示例,解析 从形式上看聚变和裂变好像是互逆反应，其实不然，两者的反应物和生成物全然不同，裂变是重核分裂成中等核，而聚变是两个轻核聚合为质量较大的轻核，两者不可能互为逆
7、反应，选项A错误；聚变和裂变反应的质量都发生了亏损，故都是放能反应，要放出巨大的能量，选项B错误，D正确；聚变反应须将热核燃料加热到数百万度以上的温度，但一旦反应进行，自身释放的巨大能量足以提供高温使反应继续进行，故聚变反应是放能反应，选项C错误。 答案 D,针对训练1 关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是( ),A.一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多 B.聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量一定大 C.聚变反应中粒子的比结合能变小 D.聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加 解析 在一次聚变反应中释放的能量不一定比裂变反应多，但平均每个核子释放的能量一定大，故选项A错
8、误、B正确；由于聚变反应中释放出巨大能量，则比结合能一定增加，质量发生亏损，故选项C、D错误。 答案 B,粒子的分类和夸克模型,1.粒子的分类,要点归纳,2.夸克模型,(1)夸克的提出：1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，认为强子是由夸克构成的。 (2)夸克的种类：上夸克(u)、下夸克(d)、奇异夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)和顶夸克(t)。,精典示例,审题指导 解答本题时应注意以下三点： (1)核反应根据质量数和电荷数守恒，判断质量数和电荷数。 (2)正电子和负电子的湮灭，根据质能方程判断光子的能量。 (3)根据动量守恒定律判断产生光子的个数。,答案 (1)A (2)8.21014 此过程遵循动量守恒定律,
