1、197 核聚變新課標要求（一）學問與技能1明白聚變反應的特點及其條件 . 2明白可控熱核反應及其爭論和進展 . 景；3知道輕核的聚變能夠釋放出許多的能量 , 假如能加以掌握將為人類供應寬闊的能源前（二）過程與方法通過讓同學自己閱讀課本,培育他們歸納與概括學問的才能和提出問題的才能（三）情感、態(tài)度與價值觀1通過學習,使同學進一步熟悉導科學技術的重要性,更加喜愛科學、勇于獻身科學；2熟悉核能的和平利用能為人類造福,但如用于戰(zhàn)爭目的將給人類帶來災難,期望同學們努力學習,為人類早日和平利用核聚變能而作出自己的努力；教學重點聚變核反應的特點；聚變反應的條件；教學方法老師啟示、引導,同學爭論、溝通；教學用

2、具：多媒體教學設備一套：可供實物投影、放像、課件播放等；課時支配1 課時教學過程（一）引入新課 老師： 1967 年 6 月 17 日,我國第一顆氫彈爆炸勝利；從第一顆原子彈爆炸勝利到第一 顆氫彈爆炸勝利,我國僅用了兩年零八個月；前蘇聯(lián)用了四年,美國用了 7 年；氫彈爆炸釋 放核能是通過輕核的聚變來實現(xiàn)的；這節(jié)課我們就來爭論聚變的問題 . 同學：同學認真認真地聽課 點評：通過介紹我國第一氫彈爆炸,激發(fā)同學們的愛國熱忱；（二）進行新課1聚變及其條件 提問：請同學們閱讀課本第一段,回答什么叫輕核的聚變？同學認真閱讀課文 同學回答：兩個輕核結合成質量較大的核,這樣的反應叫做聚變；投影材料一： 核聚變

3、進展的歷史進程1提問：請同學們再看看比結合能曲線（圖 比重核的裂變反應釋放更多的核能？讓同學明白聚變的進展歷史進程；同學摸索并分組爭論、歸納總結；19.5-3）,想一想為什么輕核的聚變反應能夠同學回答： 由于較輕的原子核比較重的原子核核子的平均質量更大,聚變成質量較大的 原子核能產(chǎn)生更多的質量虧損,所以平均每個核子釋放的能量就更大 點評：同學閱讀課本,回答疑題,有助于培育同學的自學才能；老師歸納補充：（1）氫的聚變反應：21H+ 21H 31He+11H+4 MeV 、21H+ 31H 42He+10n+17.6 MeV （2）釋放能量： E mc217.6 MeV ,平均每個核子釋放能量 3

4、 MeV 以上,約為裂 變反應釋放能量的 34 倍 提問：請同學們試從微觀和宏觀兩個角度說明核聚變發(fā)生的條件？同學閱讀教材,分析摸索、歸納總結并分組爭論；得出結論 10-15m,要使原子 微觀上：參加反應的原子核必需接近到原子核大小的尺寸范疇,即 核接近到這種程度,必需使它們具有很大的動能以克服原子核之間龐大的庫侖斥力；宏觀上：要使原子核具有如此大的動能,就要把它加熱到幾百萬攝氏度的高溫；點評：從宏觀和微觀兩個角度來考慮核聚變的條件,有助于加深懂得；老師說強調： 聚變反應一旦發(fā)生,就不再需要外界給它能量,靠自身產(chǎn)生的熱就可以維持反應連續(xù)進行下去,在短時間釋放龐大的能量,這就是聚變引起的核爆炸；

5、老師補充說明：（1）熱核反應在宇宙中時時刻刻地進行著,太陽和許多恒星的內部溫度高達 107K 以 上,因而在那里進行著猛烈的熱核反應,不斷向外界釋放著龐大的能量；太陽每秒釋放的能 太陽在 “ 核燃燒”的過程中 “ 體重”量約為 3.8 1026 J,地球只接受了其中的二十億分之一；不斷減輕；它每秒有億噸原子核參加碰撞,轉化為能量的物質是400 萬噸；科學家估量,太陽的這種“ 核燃燒” 仍能維護 90 億100 億年；當然,與人類歷史相比,這個時間很長很 長！老師：期望同學們課后查閱資料,明白更多的太陽能有關方面的學問及其應用；（2）上世紀四十歲月,人們利用核聚變反應制成了用于戰(zhàn)爭的氫彈,氫彈是

6、利用熱核反應制造的一種在規(guī)模殺傷武器,在其中進行的是不行控熱核反應,它的威力是原子彈的十幾倍；提問：氫彈爆炸原理是什么？同學閱讀教材：課本圖 19.7-1 是氫彈原理圖,它需要用原子炸藥來引爆,以獲得熱核 反應所需要的高溫,而這些原子炸藥又要用一般炸藥來點燃；老師點撥錄像氫彈的構造簡介及其爆炸情形；依據(jù)你收集的資料,仍能通過什么方法實現(xiàn)核聚變？變；同學回答： 日英開發(fā)出激光核聚變新方法、有人提出利用電解重水的方法實現(xiàn)低溫核聚點評：同學自學看書,自己歸納總結,有助于培育同學分析問題、解決問題的才能,逐步提高同學的歸納總結才能；2可控熱核反應（1）聚變與裂變相比有許多優(yōu)點 提問： 目前, 人們仍不

7、能掌握核聚變的速度,但科學家們正在努力爭論和嘗試可控熱核 反應, 以使核聚變造福于人類；我國在這方面的爭論和試驗也處于世界領先水平；請同學們 自學教材,明白聚變與裂變相比有哪些優(yōu)點？投影材料二 2：可控熱核反應進展進程 例：一個氘核和一個氚核發(fā)生聚變,其核反應方程是 2 1H+ 3 1H4 2He+ 1 0n,其中氘核的 質量： mD=2.014 102 u、氚核的質量：mT=3.016 050 u、氦核的質量：m=4.002 603 u、中子-19C,請同學們求出該核反應 的質量： mn=1.008 665 u、1u=1.660 6 10-27kg,e = 1.602 2 10 所釋放出來的

8、能量；同學運算：依據(jù)質能方程,釋放出的能量為：E2 mcm Dm Tmm n2 c0. 01861. 6606102738 102eV17 . 6MeV1. 60221019老師點拔：平均每個核子放出的能量約為 能量約為 1MeV ；3.3MeV ,而鈾核裂變時平均每個核子釋放的總結：聚變與裂變相比,這是優(yōu)點之一,即 輕核聚變產(chǎn)能效率高；老師點拔： 常見的聚變反應：2 1H+ 2 1H3 1He+ 1 1H+4MeV 、2 1H+ 3 1H4 2He+ 1 0n+17.6 MeV ；在這兩個反應中, 前一反應的材料是氘,后一反應的材料是氘和氚,而氚又是前一反應的產(chǎn) 而氘是重水的組成部分,在掩蓋

9、地球表面三分之 物,所以氘是實現(xiàn)這兩個反應的原始材料,二的海水中是取之不盡的；從這個意義上講,輕核聚變是能源危機的終結者；總結：聚變與裂變相比,這是優(yōu)點之二,即 地球上聚變燃料的儲量豐富；如 1L 海水中 大約有 0.03g 氘,假如發(fā)生聚變,放出的能量相當于燃燒 300L 汽油；聚變與裂變相比,優(yōu)點之三,是輕核聚變反應更為安全、清潔；實現(xiàn)核聚變需要高溫,一旦顯現(xiàn)故障,高溫不能維護,反應就自動終止了；另外,氘和 氚聚就反應中產(chǎn)生的氦是沒有放射性的,放射性廢物主要是泄漏的氚以及聚變時高速中子、質子與其他物質反應而生成的放射性物質,比裂就所生成的廢物的數(shù)量少,簡單處理；（2）我國在可控熱核反應方面的爭論和試驗進展情形；EAST 全超導托卡馬克試驗裝置以探究無限而清潔的核聚變能源為目標,這個裝置也被,能夠像太陽一樣給人類供應無限清潔的能源；目前,由中科院等離子 通稱為“ 人造太陽”體物理爭論所設計制造的 EAST 全超導非圓截面托卡馬克試驗裝置大部件已安裝完畢,進入 抽真空降溫試驗階段；我國的科學家就領先建成了世界上第一個全超導核聚變“ 人造太陽”試驗裝置,模擬太陽產(chǎn)生能量；力；點評：通過