7　核聚变教学设计一等奖

河北师大附中东校区高二物理选修3-5导学案

编辑：贾志平

时间：2014/4/28 班级_____组别_____ 姓名_____组内评价______教师评价______ 第十九章 原子核 7、核聚变

【学习目标】

1、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很多能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。

2、过程与方法：通过让学生自己阅读课本及材料，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。

3、情感、态度与价值观

（1）通过学习了解，使学生进一步认识科学技术的重要性，培养其更加热爱祖国、热爱科学、勇于献身科学的精神；

（2）认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。

【预习案】

一、核聚变

32两个轻核结合成质量较大的核的反应称为 ，如：1H1H

二、受控热核反应

应用核聚变的难点是 ，为了解决这个难题，科学家设想了两种方案，即 和 。

［问题生成单］请你将预习中感到疑惑的问题写下来，以便与老师、同学们在课堂上合作解决。

【探究案】

探究一、从能量和质量变化上分析轻核聚变和重核裂变有哪些异同之处？

探究二、计算下面核聚变放出的能量

21341H+1H2He+0n共3页第

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氘核的质量：mD＝2.014102u 氚核的质量：mT＝3.016050u

氦核的质量：mα＝4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u （结果以Mev作单位，保留两位小数。1u=931.5MeV）

探究三、发生聚变的条件及实现方法

[阶梯问题设计]①原子核空间狭小，质子为什么能挤在一起而不飞散? ②什么力阻碍着原子核不会靠得太近？

③如何克服这种力？

探究四、阅读材料并总结：核聚变与核裂变相比在应用上的优点

[阅读材料]利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。裂变时靠原子核分裂而释出能量。聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的较重的原子核而释出能量。最常见的是由氢的同位素氘（读"刀"，又叫重氢）和氚（读"川"，又叫超重氢）聚合成较重的原子核如氦而释出能量。这个核反应释放的能量是17.6MeV 。这个量值虽然比一个铀核裂变产生的能量（201MeV）少，但平均每个核子产生的能量是铀裂变的约4倍。地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。据测算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。1升海水中所含的氘，经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍，可以说是取之不竭的能源。至于氚，虽然自然界中不存在，但靠中子同锂作用可以产生，而海水中也含有大量锂。另外聚变反应不会产生污染环境的放射性物质，所以是干净的。同时受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续地稳定进行，实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了，所以是安全的。

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【训练案】

1、下列关于聚变的说法中，正确的是

（ ）

A、要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功

B、轻核聚变需要几百万摄氏度的高温，因此聚变又叫热核反应

C、原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，所以氢弹利用原子弹引发热核反应

D、太阳内部在激烈地进行着裂变反应

2、热核反应是一种理想能源的原因是（ ）

A、就每一个核子平均来说，比重核裂变时释放的能量多

B、受控热核反应容易实现

C、对环境的放射性污染较裂变轻，且较容易处理

D、热核反应的原料在地球上储量丰富

3、关于核力，下列说法中正确的是(

) A．核力是电磁力的一种，是核子中电荷间的相互作用

B．核力就是分子力，都属于短程力

C．只有相邻核子之间才存在核力的作用

D．核子间的距离大于0.8×10

m时核力表现力引力，距离小于0.8×10－15表现为斥力，超过10×10 m时核力急剧下降几乎消失

4、下列核反应中属于轻核聚变的是 ( ) 4032341234A．21H＋1H →2He＋0n B．90Th →

91Pa+1e 44234121238C．94Be +2He →6C+0n D．92U →90Th+2He －15－15

m时核力5、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

6、两个中子和两个质子可以结合成一个氦核，已知中子的质量是1.008665u，质子的质量是1.007276u，氦核的质量是4.0026u，写出反应方程并求此核反应的质量亏损和释放的核能能。

（已知1u=931MeV）

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