裂变和聚变
原子核的结合能
核子结合成原子核时，出现质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，必然放出相应的能量ΔE=Δmc2 这个能量叫做原子核的结合能。
如果要把原子核分开成核子，必须给以同样的能量。
核子组成不同的原子核时，放出的结合能的大小也不相同。结合能除以核子数就得到核子的平均结合能。
温故知新
平均结合能的意义
核子结合成原子核时，平均每个核子所释放的结合能。

它也等于把原子核拆散成核子时，外界必须提供给每个核子的平均能量。

平均结合能的大小表征着原子核稳定的程度。
平均结合能随质量数变化的曲线图
问题一：平均结合能曲线的左端有几处突起的地方，它们分别是…？说明了什么？
1、这些元素的原子核结合得较紧密。
2、当核子结合成上述几种原子核时会放出大量的能量。
问题二：平均结合能曲线在中等质量（Fe）处有极大值。这意味着什么？
1、比铁轻的两个轻核聚合成一个较重的核时，会释放出能量来——核聚变
2、比铁重的一个重核分裂成两个较轻的核时，也会释放出能量——核裂变
1千克铀全部裂变，放出的能量相当于2500吨优质煤
链式反应
重核裂变
U238 和 U235
天然铀｛99.3％ U238 0.7％ U235 ｝
U235俘获各种能量的中子都会发生裂变
U238只有俘获能量大于1MeV的中子才可能发生裂变，并且几率很小

为了使裂变的链式反应容易发生，最好是利用纯U235
临界体积
铀块的体积对于产生链式反应也是一个重要因素
能够发生链式反应的铀块的最小体积叫做它的临界体积
纯铀235的临界体积（球形）直径4.8cm 质量：1kg
核反应堆由于堆型的不同，临界质量可从几千克到几百千克
链式反应的应用——原子弹
“小男孩Little Boy ”原子弹
原子弹爆炸
有关资料
1945年8月6日上午8点15分投在日本广岛上空的原子弹“小男孩”，核弹本身连同外壳长3米，直径71厘米，重约4吨. 
1945年8月9日上午11点零2分，投在日本长崎上空的原子弹“胖子”，核弹全重约4.9吨，长3.6米,直径为1.5米.

1945年8月16日日本投降.
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤．在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37% ．
链式反应的应用——原子弹
广岛红十字医院里，一个严重烧伤的日本人仰面躺在一张草席上。他的五官几乎全被原子弹爆炸产生的热浪抹掉了。四天后他死了。
原子弹装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑．
链式反应的应用——原子弹
原子弹爆炸时链式反应的速度是无法控制的
如何用人工方法控制链式反应的速度，使核能能够比较平缓地释放出来？
核反应堆—人工控制链式反应的装置
核能的利用——反应堆
核能的利用——反应堆
阅读P86，回答下面的问题：
1、反应堆所用的燃料是什么？
2、石墨、重水起到了什么作用？
3、如何控制反应速度？
4、水、液体金属钠起到了什么作用？
1、天然铀或浓缩铀
2、使中子减速——减速剂
3、调节中子数目以控制反应速度——控制棒（镉吸收中子的能力很强）
4、控制反应堆的温度——冷却剂
释放核能的方式
1、由天然放射性元素原子核的衰变来取得原子核能行不行？
天然衰变进行得非常缓慢、放出的能量很小，人又无法控制，实用价值不大
2、靠原子核人工转变放出的能量行不行？
24He＋49Be → 612C＋01n＋5.6MeV
粒子击中原子核的机会太少了，常常是用几百万个粒子才击中一两次
（1）轻核的聚变核反应方程式
(2)热核反应
轻核聚变需要满足几百万度的高温条件。
21H
31H
42He
10n
轻核的聚变
能量
平均每个核子释放的能量约为铀235裂变反应的4倍
太阳的热核反应
每秒钟太阳的质量减少多少千克？
太阳每秒钟辐射出多少能量？
3.8× 1026 焦
4×109 kg
氢弹结构图
人工热核反应——氢弹爆炸
受控热核反应P85
如果要使巨大的热核反应能量不是以爆炸的形式释放，而是在人工控制下逐渐地释放出来并加以利用，这称为受控热核反应
知识巩固
五、裂变和聚变
中
链式
裂
链式
质量较大
原子弹
几百万
解决能源危机根本途径——核能
可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。

核聚变资源可使用几亿年。
核能----解决能源危机的根本途径
核发电量占总发电比例最多的10个国家是：
法国 75%
立陶宛 73.1%
比利时 57.7%
保加利亚 47.1%
斯洛伐克 47%
瑞典 46.8%
乌克兰 43.8%
韩国 42.8%
匈牙利 38.3%
亚美尼亚 36.4%
世界核能发电占全部电量1/4
核防护
（１）核爆炸瞬时效应防护。
对核袭击的防护大致可分为两大类。
利用工事进行掩蔽
在开阔地面上的人员，当发现核爆闪光时，立即背向爆心卧倒，可减轻伤害。
（２）放射性沾染防护。
避开在沾染区或高照射量率的地区行动
人员通过沾染区时尽量乘坐车辆，在沾染区作业时要尽量缩短时间
及时穿戴个人防护器材，防止人体受沾染
进入沾染区执行任务的人员，可服用抗辐射药，以减少放射性物质在人体内的存留