7　核聚变第二课时教学设计

江苏省响水中学物理教案

核聚变

备课：陈素勇

教学目标

一、知识与技能1．了解聚变反应的特点及其条件.2．了解可控热核反应及其研究和发展.3．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如能控制将为人类提供广阔的能源前景。二、过程与方法

通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力三、情感、态度与价值观通过学习，使学生进一步认识科学技术的重要性，更加热爱科学。为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。教学重点、难点聚变核反应的特点、条件。【教学过程】（一）引入新课1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了7年。氢弹爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。这节课我们就来研究聚变的问题.（二）进行新课1．聚变及其条件阅读课本第一段，回答什么叫轻核的聚变？聚变：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。（1）氢的聚变反应：23411H+1H→2He+0n+17.6 MeV（2）释放能量：ΔE＝Δmc2＝17.6 MeV，平均每个核子释放能量3 MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍核聚变发生的条件微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15 m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸。阅读课文：（1）太阳和很多恒星的内部温度高达107 K以上，因而在那里进行着激烈的热核反应，不断向外界释放着巨大的能量。（2）氢弹爆炸原理2．可控热核反应（1）聚变与裂变相比有很多优点问题1; 聚变与裂变相比有哪些优点？网21世纪教育21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网

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例：一个氘核和一个氚核发生聚变，其核反应方程是21H+31H→42He+10n，其中氘核的质量：mD=2.014 102 u、氚核的质量：mT=3.016 050 u、氦核的质量：mα=4.002 603 u、中子的质量：mn=1.008 665 u、1u=1.660 6×10-27kg，e = 1.602 2×10-19C，求出该核反应所释放出来的能量。0.01861.66061027(3108)2Emc(mDmTmmn)ceV17.6MeV1.6022101922平均每个核子放出的能量约为3.3MeV，铀核裂变每个核子释放的能量约为1MeV。优点之一，即轻核聚变产能效率高。常见的聚变反应：21H+21H→31He+11H+4MeV、

21H+31H→42He+10n+17.6 MeV。在这两个反应中，氘是实现这两个反应的原始材料，在海水中是取之不尽的。优点之二，地球上聚变燃料的储量丰富。

聚变与裂变相比，优点之三，是轻核聚变反应更为安全、清洁。（三）作业反馈：1．关于轻核聚变，下列说法正确的是

(

) A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时释放出能量

B．同样质量的物体发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大很多

C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积

D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能

2．关于我国已建成生产的秦山和大亚湾核电站，下列说法正确的是

(

) A．它们都是利用核聚变释放核能

B．它们都是利用核裂变释放核能

C．两者的核燃料都是纯铀235 D．前者是利用核聚变释放核能，后者是利用核裂变释放核能

3．一个质子和两个中子聚变成一个氚核，已知质子质量为1.0073u，中子质量为1.0087u，氚核质量为3.0180u，

（1）写出核反应方程；

（2）求该反应中释放的核能。

[来源:21世纪教育网]4．四个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子，释放出2.8×106eV的能量，

（1）写出核反应方程；

（2）计算1g氢核完成该反应后释放的核能。

（3）求平均每个核子放出的能量。

21世纪教育网1 世纪教育网

5. 氘核和氚核发生聚变，放出一个中子和17.6MeV的能量.计算2克氘和3克氚聚变放出的能量，并写出核反应方程.

（四）课堂小结（五）教学反思[来源:21世纪教育网]21世纪

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