2018版物理选修3-5鲁科版:4-3.4 核聚变 核能的利用与环境保护
2018版物理选修3-5鲁科版:4-3.4 核聚变 核能的利用与环境保护第2页

反应是放能反应.

3.聚变方程:

H+H―→He+n+γ.

4.重核裂变与轻核聚变的区别

反应方式

比较项目 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大约要大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容易得多 【例1】 以下说法正确的是(  )

A.聚变是裂变的逆反应

B.如果裂变释放能量,则聚变反应必定吸收能量

C.聚变须将反应物加热至数百万开尔文以上的高温,显然是吸收能量

D.裂变与聚变均可释放巨大的能量

答案 D

解析 从形式上看,裂变与聚变似乎是互为逆反应,但其实不然,因为二者的反应物和生成物完全不同.裂变是重核分裂成中等质量核,而聚变则是轻核聚合成为较重核,无直接关联,并非互为逆反应,A项错;既然裂变与聚变不是互为逆反应,则在能量流向上也不必相反,B项错;要实现聚变反应,必须使参加反应的轻核充分接近,需要数百万开尔文的高温提供能量,但聚变反应一旦实现,所释放的能量远大于所吸收的能量,因此,总的来说,聚变反应还是释放能量,故C项错,D项对.

【例2】 一个质子和两个中子聚变为一个氚核,已知质子质量mH=1.007 3 u,中子质量mn=1.008 7 u,氚核质量mT=3.018 0 u.求:

(1)写出聚变方程.

(2)释放出的核能是多大?

(3)平均每个核子释放的能量是多大?

答案 见解析

解析 (1)聚变方程H+2n―→H.

(2)质量亏损

Δm=mH+2mn-mT=(1.007 3+2×1.008 7-3.018 0) u=0.006 7 u,

释放的核能

ΔE=0.006 7×931.5 MeV≈6.24 MeV.