第3讲-放射性与原子弹概要课件.ppt

第三讲放射性与原子弹赵峥北京师范大学物理系1 中子的发现2 裂变与链式反应3 原子弹与氢弹的研制4 核能的和平利用一、中子的发现 1869元素周期律 1885光谱线 1895X射线 1896天然放射性 1920卢瑟福预言中子 1930玻特粒子轰击铍 中子（未认出） 1931约里奥居里夫妇未知射线+石蜡质子（以为未知射线是射线） 1932查德威克中子可能存在Nature中子的存在英国皇家学会会刊（巴斯德：机遇只偏爱有准备的头脑 ）1935年诺贝尔物理学奖查德威克：中子的发现1935年诺贝尔化学奖约里奥夫妇：人工放射性（1934年完成）二、裂变与链式反应1. 裂变的发现1938约里奥夫妇中子+铀镧，(z=92)(z=57)1939哈恩，斯特拉斯曼重复约里奥夫妇的实验肯定产物是镧镧与钡钡(z=57)(z=56)1939迈特纳、弗里希认为是裂变液滴模型1947钱三强、何泽慧发现核的三分裂与四分裂2、链式反应约里奥居里费米西纳德重核：中子数质子数轻核：中子数质子数约里奥1944法国科学院院长1946法国原子能委员会主席原子核的结合能Z质子数N中子数A原子量m原子核质量核子的平均结合能裂变与聚变均可产生核能核力的传播者介子汤川秀树虚介子以光速传播核半径r用测不准关系可估出介子质量约三、原子弹与氢弹的研制 二战爆发 约里奥的建议 费米、玻尔移居美国 西拉德、泰勒、维格纳拜访爱因斯坦 萨克斯转交爱因斯坦的信（罗斯福启动研制原子弹的工程，第二天珍珠岛事件爆发）总设计师奥本海默临界质量的测量斯洛廷费曼路径积分量子化狄拉克费曼原子弹试爆与使用 1945年7月6日，新墨西哥州 1945年8月6日广岛铀U235枪法Littleboy 1945年8月日长崎钚Pu239内爆法氢弹的研制泰勒 聚变原理：太阳能：氢弹：上亿度高温和高压D: 氘T：氚中国决心制造原子弹钱三强、彭恒武、杨承宗、邓稼先、周光召、黄祖洽、于敏四、原子能的和平利用1、第一座反应堆费米，下午3点45分芝加哥大学 “那个航海家已经登上了新大陆” “当地居民呢？” “十分友好” 原子弹是用快中子引起的链式反应，铀必须浓缩，1公斤铀就可以制成原子弹 反应堆可以用天然铀，但是要用慢中子，慢中子比快中子更容易引起裂变，要放慢化剂，防护层，体积庞大慢化剂：石墨，重水，水控制棒：镉燃料：铀235快中子增殖堆：铀238钚239天然铀中238为主；U2350.73%2、原子能发电站第一座核电站1954.6.27(苏联)核电法国78%美国20%比利时，瑞典，韩国.3、可控热核反应 裂变原料有限，聚变能源取之不尽，一吨海水中有重水一百多克（重氢30克）1升海水中的氘用于聚变相当于300升汽油。

月球上丰富比D，T好，生成物中没有中子只有质子，易于保护设备困难： 聚变反应需要上千万度、上亿度高温太阳中心1500万度，氢弹需要原子弹引爆可控热核反应n磁约束聚变容器：磁场（托卡马克）点火：激光n惯性约束聚变压缩，加热：激光点火参考书： 物理学与人类文明十六讲，高教社 探求宇宙的秘密（探究求上帝的秘密）， 北师大出版社 相对论百问，北师大出版社 物含妙理总堪寻，清华大学出版社 弯曲时空中的黑洞，中国科技大学出版社谢谢！。