初中物理知识点：核能，裂变，聚变

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初中物理知识点：核能，裂变，聚变

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初中物理知识点：核能，裂变，聚变

　　核能和获得核能的途径：

　　核外电子：带负电

　　1、原子结构

　　2、核能：质子、中子依靠强大的核力紧密地结合存一起，一旦使原子分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。

　　3、目前获得核能有两条途径：核裂变、核聚变。

　　（1）裂变：链式反应。核反应堆中的链式反应是可控的，原子弹的链式反应是不加控制的。核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应。

　　（2）聚变：热核反应。氢弹爆炸的核聚变反应是不可控的。

　　核裂变：

　　1、核裂变：把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应称为核裂变。

　　2、核裂变的原理——链式反应：原子核持续裂变，并释放出大量的核能。

　　3、应用：原子弹、核电站的能量都来源于核裂变。

　　核聚变（热核反应）

　　1、核聚变是产生核能的另一种方式。核聚变是较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种反应。

　　2、氘核和氚核结合成为氦核的聚变过程。这种核反应也伴随着释放巨大的能量。

　　3、利用核聚变反应也能制造核武器。氢弹就是利用核聚变原理制造的一种威力比原子弹还要大的核武器。

　　4、核聚变需要超高温度，因此核聚变也被称作热核反应。在太阳中，发生的就是热核反应。

　　核能，裂变，聚变的定义及应用原理

　　1、核能：

　　定义：原子核在发生核反应时所释放出的能量。原子核是由质子和中子组成的，它们结合得非常紧密，当原子核发生分裂或聚变时，会释放出巨大的能量。

　　应用：核能发电是核能的主要应用之一。在核电站中，通过控制核裂变反应的速率，可以将核能转化为电能，为人类社会提供稳定、清洁的能源。此外，核能还在医疗、军事等领域有着广泛的应用。

　　2、核裂变：

　　定义：重核（如铀、钚等）被撞击或吸收中子后分裂成两个或多个较轻的核片段的过程。这个过程伴随着大量的能量释放，同时还会产生中子和其他放射性物质。

　　原理：裂变释放能量是与原子核中质量-能量的储存方式有关。重核能够分裂为较轻核（到铁为止）的任何过程在能量关系上都是有利的。如果较重元素的核能够分裂并形成较轻的核，就会有能量释放出来。

　　应用：核裂变是目前广泛应用于核能产生和核武器的主要原理之一。在核能产生中，通过控制核裂变反应的速率，可以实现核能的稳定供应；而在核武器中，通过迅速释放大量的裂变能量，可以造成毁灭性的爆炸。此外，核裂变还用于放射性治疗，如放射性碘-131可以用于治疗甲状腺癌，放射性钴-60用于肿瘤放射治疗。

　　3、核聚变：

　　定义：两个或多个轻核（如氢、氦等）在高温和高压条件下结合成一个更重的核的过程。这个过程能够释放出更多的能量，而且产生的放射性物质相对较少。

　　原理：根据爱因斯坦质能方程E=mc，原子核发生聚变时，有一部分质量转化为能量释放出来。只要微量的质量就可以转化成很大的能量。两个氢的原子核相碰，可以形成一个原子核并释放出能量，这就是聚变反应。

　　应用：核聚变被认为是一种清洁、高效的能源来源，但目前实现可控核聚变的技术还在研究中，面临着诸多技术难题和挑战。聚变能是核能利用的又一重要途径，例如太阳发光发热的能量就来源于核聚变。

　　核电站及核反应堆：

　　1、构成核反应堆是产生核反应的装置，是核电站的核心。核反应堆一般由铀棒（核材料）、减速剂、控制棒、冷却剂、热交换器和屏蔽物（水泥）等组成。

　　2、原理它的基本工作原理是这样的：核材料在反应堆内部发生核反应产生热量；用石墨或其他材料制成的减速剂使核反应产生的中子减速以提高核裂变的效率；控制棒的下部为阻挡中子的材料，用来控制链式反应的速度，如果希望加快反应速度就把控制棒拉出来一点，希望降低反应速度则推进控制棒；冷却剂在反应堆中循环以将热量带入热交换器；水在热交换器中被加热成为蒸汽以输出用于推动汽轮机，再带动发电机发电。

　　3、能量转化过程核能→水和水蒸气的内能→蒸汽轮机的机械能→电能。

　　4、提示原子弹和核反应堆巾发生的都是核裂变，它们的区别是：原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的；而通过核反应堆，可将链式反应的速度加以控制，使其平稳地释放出大量核能。

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