核的质量为3.0150u。求：
3 He 2
（1）写出两个氘核聚变成
的核反应方程式
（2）计算上述核反应中释放的核能。
【分析】算出核反应中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方 程即可求出反应释放的核能。 解答： （1）
2 1
H H He n
2 1 3 2 1 0
（2）由题给条件可求得质量亏损为：
Δm=2.0136×2－(3.0150+1.0087)=0.0035u ∴释放的核能为 ΔE=Δmc2=931.5×0.0035=3.26MeV
94 Sr + 139Xe+ 3 1 n + 01 n→ 38 54 0
原子质量单位u为单位）。已知1u 的质量对应的能量为
9.3×102MeV，此裂变反应释放出的能量是 ________________MeV 。 1.8 ×102
解：Δm=0.1933u Δ E=931.5×0.1933=1.8 ×102 MeV
重核裂变和轻核聚变
复习:
1、完成下列的核反应方程式：
235 92
U n
1 0
138 56
Ba Kr ( 3 n )
95 36
3 2
4 2
1 0
2 1
H H n ( He )
2 1 1 0
226 88 14 6
Ra
0 1
222 86
Rn ( He )
14 7
C e( N )
（1）热核反应释放的能量比裂变大得多。
（2）反应后的废物较易处理。
（3）原料易得。
例题 1.两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, 求此核反应 的质量亏损和结合能, (1u=1.66×10-27千克, c=3×108米／秒)
重核裂变
重核俘获一个中子后分裂为几个中等 质量的核的反应过程. 在裂变的同时 要放出几个中子和大量的核能。
二.重核裂变 -----以铀核的裂变为例
（1）一种典型的铀核裂变
235 92
3 n 200.6MeV U + n→ Ba+ Kr + ____
1 0 141 56 92 36
1 0
裂变产物不是唯一确定的，有时还会发生 三分裂和四分裂。我国物理学家钱三强、何泽 慧夫妇1946年在巴黎首次发现了铀的三分裂和 四分裂。但是，铀的的三分裂和四分裂概率是 相当小的.
介绍
27 m 390.3139 10 kg u 27 mBa 234.0016 10 kg 27 mKr 152.6047 10 kg 27 mn 1.6749 10 kg
计算“质量亏损” ： Δm =(mu + mn)－(mBa + mKr + 3mn)= 0.3578×10－27kg ΔE = ΔmC2 = 201MeV 1kg铀完全裂变，释放的核能为：
(3)重核裂变的应用
核心设施：核反应堆 浓缩铀制成的铀棒 石墨、重水或普通水，用于减 核电站 减速剂：小中子的速度 控制棒：镉，用于 吸收中子，控制 核反应的快慢。 不可控的核反应 原子弹：
原子弹爆炸时的蘑菇云 “小男孩”（前）和“胖子”
三、轻核聚变 某些轻核结合成质量较大的核的核反应过 程，同时放出大量的核能。
为了获取高热，常常使用重核裂变作为“引 子”。所以，原子弹可以作为氢弹的“雷管”。
氢弹
世界第一颗氢弹——麦克 我国第一颗氢弹爆炸生成的蘑菇云 “麦克”爆炸 成功
四、热核反应
1.学生阅读解决—— (1)什么是热核反应 (2)太阳的能源来自热核反应 (3)什么是可控热核反应 (4)氘核,氚核的来源
2、 热核反应的优点：
2、核反应遵循的基本规律：
质量数和电荷数都守恒 3、核反应的能量来源分析： 爱因斯坦的相对论指出,物体的能量 荷质量之间存在着密切的联系. 4、质量亏损：组成核的核子总质量和 原子核的质量之差Δm 5、质能方程： E ＝m c 2
ΔE＝ Δm c2
一.利用核能的途径 要质量有亏损，是利用核能的先决条件。 核反应前物质的核子数和反应后的核子数 有什么关系？ 相等 要实现“反应后的质量＜反应前的质量”， 如果我们引进“核子平均质量”，则核反应前 核子平均质量和反应后的核子平均质量有什么 关系？ 较大
201 = 0.852MeV）的约4倍。 235 1
条件、应用
使轻核发生聚变，必须使它们的距离十分 接近，达到10-15m的距离。 为了克服巨大的库仑力，需要使原子核有 极大的动能。 一般的办法是把它们加热到很高的温度。 通常需要几百万度以上的高温。 例如：氢弹是利用核聚变原理制造的大规模杀伤 性武器
其中p为质子，α为α粒子，e+ 为正电子，ν为一种中微子。 已知质子的质量为mp =1.672648×10 -27kg， α粒子的质量为 mα=6.644929×10 -27kg，正电子的质量为me=9.11×10-31kg，中 微子的质量可忽略不计。真空中的光速c=3×108 m/s。试计算该 系列核反应完成后释放的能量。
2. 一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，
已知铀核的质量为3.853131×10-25 kg，钍核质
1994年 全国
量为3.786567×10-25 kg，α粒子的质量为
6.64672×10-27 kg，在这个衰变过程中释放出
-13 8.7 × 10 来的能量等于
J（保留两位二位数字
）
3. 中子质量为1.0087u，质子质量为1.0073u ，氘核的质量为2.0136u，中子和质子结合为 氘核时释放的能量为 3.7×10 -13 J。 （1989年 全国）
4p
2 e +2 +

Байду номын сангаас
ΔE= mc2 =(4m p– m - 2me )c 2 代入数字，经计算得到
ΔE=3.95×10-12 J
解：
p C N p C p N O p N
12 6 13 7 13 6 14 7 15 8 15 7
将六个方程式相加，得到
13 7 13 6 14 7 15 8 15 7 12 6
N C e N O N e C
m =6.644929×10 -27kg m p =1.672648×10 -27kg me=9.11×10-31kg
解：△m＝0.029282u △E＝ △mc2=931.5 × 0.029282= 27.3MeV
或 △E ＝ △mc2
＝ 0.029282 × 1.66×10-27 × (3×108 )2 ＝ 4.37 ×10－12J＝27.3MeV
例1、已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u
3 He 2
m E N A E M
'
1000 23 8 6.02 10 2.0110 235
5.15 10 eV 8.24 10 J
32 13
对应常规能源：合2.51×106kg（即2510 吨）煤炭燃烧
（2）链式反应： 铀核裂变时放出几个中子，再引起其 他铀核裂变而使裂变反应不断进行下去称 为链式反应。 链式反应的示意图：
4.裂变反应是目前利用中常用的反应，以原子核
2000年高考试题
235 92
U
为燃料的反应堆中，当
235 U
235 92
U 俘获一个慢中子后发生的
裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为
92 235.0439 1.0087 93.9154 138.9178 反应方程下方的数字为中子及有关原子的静止质量（以
科学家们经过定量研究，发现组成各种元素 的核子平均质量不尽相同，而且已经得出各种 元素的核子平均质量曲线
针对这个曲线观察一下，并总结：a、谁的平均 质量最小？b、怎样才能获得质量亏损的核反应？ c、哪一类核反应的质亏损比较“快”？ a、Fe的平均质量最小；b、重核裂变；c、 轻核聚变。 结论： 利用核能的两大途径：轻核聚变和重核裂变
5.如下一系列核反应是在恒星内部发生的，
13 p 12 C 6 7N 13 13 7 N 6 C e 13 14 p 6 C 7 N 2002年广东高考 14 15 p 7 N 8 O 15 15 8 O 7 N e 12 p 15 N 7 6 C
例：
3 1
H H He n 17.6MeV
2 1 4 2 1 0
1、轻核聚变的条件： 核子要距 离十分近
加热 高温
几百万 度高温 热核反应
计算表明，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
17.6 = 3.52MeV却是铀裂变（ 23