裂变、聚变与核能

裂变、聚变与核能

1.对于下述四个核反应方程说法中正确的有(

).

①n C He Be 10126429

4+→+ ②+→+He H H 42113

1能量

③n x Xe Sr n U 1013654903810235

92++→+

④He O Y F 4216819

9+→+

(A )①是发现中子的核反应方程 (B )②是链式反应方程

(C )⑧是核裂变方程,其中x =10

(D )④是α衰变方程,其中Y 是质子

答案:AC

2.太阳辐射能量主要来自太阳内部的( ).

(A )化学反应 (B )放射性衰变 (C )裂变反应 (D )热核反应

答案:D

3.设质子、中子、氘核的质量分别为m 1、m 2和m 3,那么,当一个质子和一个中子结合

成一个氘核时,释放的能量是( ).

(A )mc 2. (B )(m 1+m 2)c 2

(C )(m 3-m 2-m 1)c 2

(D )(m 1+m 2-m 3)c 2

答案:D

4.一个锂核(73Li )受到一个质子的轰击,变成2个α粒子,这一过程的

核反应方程为_________.已知一个氢原子的质量是1.6736×10-27kg ,一个锂原子的质量是11.6505×10-27kg ,一个氦原子的质量是

6.6466×10-27kg ,上述核反应所释放的能量等于__________________J (最后结果取三位有效数字).

答案:He 2H Li 42117

3→+,2.78MeV

5.用中子轰击锂核(63Li )发生核反应,生成氚和α粒子外放出4.8MeV 的能量.(1)写出核反应方程式.(2)求出质量亏损.(3)若中子与锂核是以等值反向的动量相碰,则氚和α粒子的动能之比是多少?(4)α粒子的动能多大?【6】

答案:(1)Li 6

3+n 10→H 31+He 42+4.8MeV ,(2)0.0052u ,(3)3：

4,(4)2.7MeV

6.两氘核发生了如下核反应：21H +21H →32He +10n ,其中氘核质量为2.0136u ,氦核质量为3.0150u ,中子质量为1.0087u .

(1)求核反应中释放的核能.

(2)在两氘核以相等的动能0.35MeV 进行对心碰撞,并且核能全部转化为机械能的情况下,求反应中产生的中子和氦核的动能.

(3)假设反应中产生的氦核沿直线向原来静止的碳核(126C )接近,受库仑力的影响,当它们距离最近时,两个原子核的动能各是多少?

答案:(1)3.26MeV ,(2)0.99MeV ,0.97MeV ,(3)0.04MeV .0.16MeV

7.核电站的发电原理是通过核裂变产生巨大的能量,完成下面铀核裂变可能的一个反应方程：23592u +10n →141Ba +92Kr +_________,并计算1个铀核裂变放出的能量是多少(结果保留两位有效数字,23592U 、

14156Ba 、9236Kr 和中子的质量分别为235.0493u ,140.9139u ,91.8973u 和1.0087u ,1u =1.66×10-2727kg ).

答案:1110

103.3,n 3-⨯J 8.在原子反应堆中,用石墨作减速剂,将铀核裂变产生的快中子变成慢性中子,若初述度为v 0的中子与碳原子发生弹性正碰,且碳原子在碰撞前是静止的.求中子与50个碳原子核发生碰撞后的速度(已知碳核的质量是中子质量的12倍).

答案:050

v 1311⎪⎭⎫ ⎝⎛ 9.太阳内部持续小断地发生着4个质子聚变为1个氦核的热核反应,这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源.

(1)写出这个核反应方程.

(2)这一核反应能释放多少能量?

(3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026J ,则太阳每秒减少的质量为多少千克?

(4)若太阳质量减少万分之三,热核反应就不能继续进行,计算太阳还能存在多少年?(m p =1.0073u ,m a =4.0015u ,,m e =0.00055u )

答案:(1)e 2He H 4014211+→,(2)1210

4-⨯J ,(3)10104.0⨯kg ,(4)9105.4⨯a 10.利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电,这就是核电站.核电站消耗的“燃料”很少,但功率却很大.目前,核能发电技术已经成熟.

(1)核反应堆中的“燃料”是23592U +10n →90()Sr +( )54Xe +1010n ,填写括

号中的数值.

(2)一座100万千瓦的核电站,每年需要多少吨浓缩铀?已知铀核的质量为235.0439u ,中子质量为1.0087u ,锶(Sr )核的质量为89.9077u ,氙核(Xe )的质量为135.9072u ,1u =1.66×10-27kg ,浓缩铀中铀235的含量占2％.

(3)同样功率(100万千瓦)的火力发电站,每年要消耗多少吨标准煤(已知标准煤的燃烧值为3.08×107J ／kg )?

(4)为了防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和对环境的污染,需采取哪些措施(举2种)?

答案:(1)n 10Xe Sr n U 1013654903810235

92++→+,(2)27t ,(3)1.1×106t ,(4)修建水泥

层,屏蔽防护,废料深埋等.