核裂变燃料铀在地球上储 量有限，尤其用于核裂变
的235U在铀矿石中只占 0.7%
主要原料是氚，氚在地球上 的储量非常丰富。1L海水中 大约有0.03g氚，如果用来进 行热核反应放出的能量约与
燃烧300L汽油相当
速度比较容易进行人工控 制，现在的核电站都是用
裂变反应释放核能
目前，除氢弹以外，人们还 不能控制它
你知道太阳的能量来源于什么吗？
知识自主梳理
知识点1 核裂变
1.定义：轻核结合成质__量__较__大__的原子核的反应叫聚变。 例如21H＋31H―→42He＋01n 2．聚变发生的条件：使物质达到_几__百__万__度的高温。 3．轻核必须在很高的温度下相遇才能发生聚变放出更 大的能量，由于温度较高，所以聚变也称为_热__核___反应。
核聚变和粒子和宇 宙
第七节 核聚变 第八节 粒子和宇宙
学习目标定位
※ 知道聚变反应的特点
能写出聚变方程并计算聚变能 ※
量
※
了解可控热核反应
※ 知道粒子的分类及其作用
了解宇宙起源的大爆炸说及恒 ※
星的演化
课堂情景切入
万物生长靠太阳(如图)，太阳在我们日常生活中是无可 替代的，它提供给地球足够的能源，如果说太阳一旦没有 了，那么地球上的一切生物都将随之消失。
一个反夸克(反夸克 u 或反夸克 d )组成的，它们带电量如下
表所示，表中e为元电荷。
π＋ π－ u d u d
带电 量
＋e
－e
＋23e
－13e
－23e
＋13e
下列说法正确的是( ) A．π＋由u和 d 组成 C．π－由u和 d 组成
氢弹爆炸的威力相比原子弹爆炸的威力哪一个大？为什 么？
答案：氢弹的威力大，氢弹爆炸是核聚变的结果，而核 聚变释放的核能比原子弹中核裂变释放的核能要大的多，故 氢弹的威力大。
二、 对粒子的认识
1．发现新粒子
发现时间 1932年
1937年
1947年
60年代后
新粒子
反粒子

质量与相对
(3)夸克所带电荷 夸克所带的电荷量是分数电荷量，即其电荷量为元电荷 的±13 或±23 。例如上夸克带的电荷量为＋2e/3，下夸克带的电 荷量为－e/3。 特别提醒： 粒子具有对称性，有一个粒子，必存在一个反粒子，所 以每种夸克都有对应的反夸克。
已知π＋介子、π－介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和
知识点5 夸克模型
组成强子的粒子有六种夸克，分为上夸克和下夸克、奇 夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克，所带电荷分别为元电荷 的±23 或±13 ，每种夸克都有对应的反夸克，夸克不能以自由 的状态单个出现。
知识点6 宇宙与恒量的演化
1.宇宙的演化经历了①__强__子__时代 ②__轻__子__时代 ③ _核__合__成___时代 ④10万年之后，随着温度降低逐步组成恒__星_ 和星系。
基本 特点
应的粒子相 同而电荷及 其他一些物
比质子的质 量小
质量介于电 子与质子之
间
其质量比质 子大
理性质相反
按照粒子与各种相互作用的关系，可以将粒子分为三大 类：强子、轻子和媒介子。
2．粒子的分类
分类 强子 轻子 媒介子
参与的相互作用
发现的粒子
备注
参与强相互作用
质子、中子、介子、 超子
强子有内部结构，由 “夸克”构成；强子 又可分为介子和重子
知识点3 “基本粒子”不基本 1.19世纪末，许多人认为光子、电子、_质__子__和__中__子__是
组成物质的不可再分的最基本粒子。 2．从20世纪起科学家陆续发现了400多种同种类的新粒
子，它们不是由____质__子__、__中__子__、__电__子_组成。 3．科学家进一步发现质子、中子等本身也是复合粒
子，且还有着___复__杂____的结构。 4．粒子____加__速__器____和粒子___探__测__器__是研究粒子物理
的主要工具。
知识点4 发现新粒子
1.新粒子：1932年发现了正__电__子__，1937年发现了 _μ_子___，1947年发现了K介子和π介子及以后的超子等。
2．粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的关系，可 将粒子分为三大类：_强__子__、__轻__子__和__媒__介__子________。
电子、电子中微子、μ
不参与强相互作用 子、μ子中微子，τ
未发现内部结构
子、τ子中微子
光子、中间玻色子、 传递各种相互作用
胶子
光子、中间玻色子、 胶子分别传递电磁、
弱、强相互作用
3.夸克模型 (1)夸克的提出 1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，认 为强子是由夸克构成的。 (2)夸克的种类 上夸克(u) 、下夸克(d)、奇夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克 (b)和顶夸克(t)。
3．轻核聚变与重核裂变的区别
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
核废料处 理难度
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
聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多
原料的 蕴藏量
可控性
4．特点 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__就会使反应继续下去。 5．应用 (1)核武器——氢弹 (2)可控热核反应：目前处于探索阶段
知识点2 受控热核反应
1.聚变与裂变相比有很多优点 (1)轻核聚变产能_效__率__高___； (2)地球上聚变燃料的储量__丰__富____； (3)轻核聚变更为__安__全__、__清__洁_____。 2．约束核聚变材料的方法：_磁__约__束__和__惯__性__约__束___。
2．恒星的演化 宇宙尘埃万―有―引→力_星__云__团___―凝―聚→恒星⇒
m<1.4m日白矮星 m＝1.4～2m日中子星 m>2m日黑洞
重点难点突破
一、轻核的聚变 1．能量变化：比较比结合能的图线，聚变后比结合能 增加，因此反应中会释放能量。 例如21H＋31H―→10n＋42He＋17.6MeV 2．聚变发生的条件 要使轻核聚变，就必须使轻核接近核力发生作用的距离 10－15m，但是原子核是带正电的，要使它们接近10－15m就必 须克服很大的库仑斥力作用，这就要求原子核应具有足够的 动能。方法是给原子核加热，使其达到几百万度的高温。