1、计算题 用中子轰击锂核()发生核反应,生成氚核和α粒子,并释放出4.8Mev的能量(1u=931.5Mev)。
(1)请写出核反应方程;
(2)设放出的能量全部由质量亏损获得,试求质量亏损为多少?
(3)若放出的核能全部转化为粒子和氚核的动能,且它们的动量等值反向,求粒子的动能为多少Mev?
参考答案:解:
(1)-------------------------------------------------------------①(2分)
(2)根据质能方程
可得:?------------------②(2分)
(3)、、、分别为氦核和氚核的质量和速度,
根据动量守恒:
-=0
所以α粒子和氚核的动能之比为:
------------③(2分)
α粒子的动能为:
-----------------------------------(2分)
本题解析:略
本题难度:简单
2、选择题 使两个氘核发生聚变,必须使它们之间的距离接近到,接近到核力能够发生作用的范围。温度很高时,由氘原子构成的物质将变为等离子体,已知等离子体热运动的平均动能为,式中为波尔兹曼常量,T为热力学温度,两个氘核之间的电势能为为静电力常量,r为核之间的距离,则使氘核发生聚变的温度至少应为
(?)
A.
B.
C.
D.
参考答案:B
本题解析:略
本题难度:简单
3、选择题 不定项选择
目前核电站利用的核反应是( ? )
A.裂变,核燃料为铀
B.聚变,核燃料为铀
C.裂变,核燃料为氘
D.聚变,核燃料为氘
参考答案:A
本题解析:
本题难度:简单
4、计算题 (1)核电站中采用反应堆使重核裂变,将释放出的巨大能量转换成电能。
①完成下列核反应方程式:反中微子 (反中微子的质量数和电荷数均为零);
②写出核裂变反应和一般化学反应的不同点;(请答三点)
③核电站在热量传递的循环系统中应用了钠钾合金作为传热介质,试根据钠钾合金的性质说明这一应用的两点理由。
(2)依据上述核反应方程式计算:
①1 kg的铀235全部裂变产生多少千焦的能量?
②需要燃烧多少吨标准煤才能释放出相同的能量?
参考答案:解:(1)①Zr
②其一,对单位质量的物质而言,核裂变反应的能量远远大于化学反应的能量;其二,核反应前后元素发生变化,化学反应前后元素不变;其三,一种同位素不论处于何种价态,它们的核反应性质是相同的,而它们的化学性质是不同的;其四,同一元素的不同同位素化学性质相同,但核反应性质不同(答出以上任意三点即可)
③钠钾合金熔点低,常温下为液态,可在管道中自由流动;钠钾合金是热的良导体
(2)①铀235裂变过程中的质量亏损为:
释放的能量为:kJ
1 kg铀235中所含的原子核数目为:
所以1 kg铀235裂变时产生的能量为:kJ
②需燃烧标准煤的质量为:t
本题解析:
本题难度:困难
5、计算题 太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变,太阳中存在的主要元素是氢,氢核的聚变反应可以看做是4个氢核(H)结合成1个氦核(He)。下表中列出了部分粒子的质量(1u相当于931.5MeV的能量)
①写出氢核聚变的核反应方程:?;
②计算发生一次核反应释放的能量。(以MeV为单位,结果保留三位有效数字)
参考答案:(1)4H→He+2e…②E=24.8 MeV
本题解析:(1)①4H→He+2e………………………………………………………(2分)
②发生一次核反应释放的核能为
E=mc2=(4mp-m-2me)c2……………………………………………………(1分)
解得E=24.8 MeV………………………………………………………………(1分)
本题难度:一般