选修35讲义第四章第五节裂变和聚变.docx

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1、1 .两个轻核聚合成一个较重核的反响叫核聚变，较重的核分裂成两个较轻核的反响叫 核裂变。2 . 一个核的裂变引发一个或一个以上的核发生裂变，让核裂变过程自己持续下去的核 反响叫作链式反响。3 .为了使铀核裂变时放出的生壬再引起其他铀核裂变，就可使裂变反响不断地进行下 去，形成链式反响，最好是利用纯铀235；铀块的体积必需大于其临界体积。假如体积小， 中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，链式反响就不会发生。4 .要使轻核聚变，就必需使轻核接近核力发生作用的距离听m,由于原子核是带 正电的，就必需克服电荷间很大的用力作用，这就要求使核具有足够的动能，就要给核力 加热，使物质到达几百万度以上的高温,使

2、轻核在相互碰撞中接近到可以发生聚变的程度。 因此这种反响又叫作热核反响。5 .假如要使巨大的热核反响能量不是以爆炸的形式释放，而是在人工掌握下渐渐地释 出来并加以利用(例如发电)，这称为受控热核反响。6 .太阳辐射能量主要来自太阳内部的热核反响。核裂变与链式反响(1)概念：较重的一个核分裂成两个较轻的核时，会释放出能量，这种核反响叫作核裂 变。(2)铀核裂变分析。核子受激发：当中子进入铀235后，便形成了处于激发状态的复核，复核中由于核 子的剧烈运动，使核变成不规那么的外形。核子分裂：核子间的距离增大，因而核力快速减弱，使得原子核由于质子间的斥力 作用而分裂成几块，同时放出23个中子，这些中子

3、又引起其他铀核裂变，这样，裂变就 会不断地进行下去，释放出越来越多的核能。能量：铀核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量。一般说来， 平均每个核子放出的能量约为1 MeV,l kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t优质煤 燃烧时释放的能量。(3)铀235和铀238的比拟。(2)质量亏损Am=mu+2mn-m= (1.007 3+2X1.008 7-3.018 0) u=0.006 7 u释放的核能AE=Amc2=0.006 7X931.5 MeV 6.24 MeVo(3)平均每个核子放出的能量为,3) MeV=2.08 MeVo答案：(l)|H+2An-(2)6.24

4、 MeV(3)2.08 MeV10 .(江芳高考)(1)核电站利用原子核链式反响放出的巨大能量进行发电，避U是核电站 常用的核燃料。费U受一个中子轰击后裂变成螳Ba和瑞Kr两局部，并产生 个中子。要使链式反响发生，裂变物质的体积要(选填“大于或“小于”)它的临界体积。(2)取质子的质量Mp=L672 6裂变聚变f重核裂变|f铀核裂变f 链式反应 f 产生条件轻核聚变一热核反应I一I受控热核反应一、选择题（第15题为单项选择题，第68题为多项选择题）3 .以下核反响方程，属于裂变反响的有（）A.曼 Uf 辨 Th+2HeB 筱 U+An f 螳 Ba+瑞 Kr+3jnC*P-酉 Si+YeD.|

5、Be+He-126C+in解析：选B A选项是a衰变，B选项是裂变，C选项是放射性元素的衰变，D选项是 查德威克发觉中子的人工转变方程，故B正确，A、C、D错。4 .央视报道，中科院离子物理所经过八年的艰苦奋斗，最终建成了世界上第一个全超 导的托卡马克试验装置并调试胜利；这种装置被称为“人造太阳（如图），它能够承受上亿 摄氏度高温且能够掌握等离子态的核子发生聚变并稳定持续地输出能量，就像太阳一样为 人类供应无限清洁的能源。在以下核反响方程中有可能是该装置内部所进行的核反响的是 （ ）A.VN+2He-VO+IHBXH+汨一乡 He+JiiC.W-WTh+HeD.赞 U+f 党 Ba+绿Kr+3

6、Ali解析：选B由题意可知，核反响为聚变反响，故C、D错。由质量数和电荷数守恒可 知A错，B对。5 .（福建高考）以下有关原子结构和原子核的熟悉，其中正确的选项是（）A.y射线是高速运动的电子流B.氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.妙Bi的半衰期是5天，100 g妙Bi经过10天后还剩下50 g解析：选B 0射线是高速电子流，而丫射线是一种电磁波，选项A错误。氢原子辐射 光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B正确。太阳辐射能量的主要来源是 太阳内部氢核的聚变，选项C错误。10天为两个半衰期，剩余的斛Bi为100X0）$=10

7、0 XG)2g=25 g,选项D错误。6 .重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径，以下说法中正确的选项是（A.裂变过程质量增加，聚变过程质量亏损B.裂变过程质量亏损，聚变过程质量增加C.裂变过程和聚变过程都有质量增加D.裂变过程和聚变过程都有质量亏损解析：选D 裂变和聚变中都有核能的释放，由爱因斯坦质能方程AE=Ac2可知均有 质量亏损，故D对。7 .使两个质核发生聚变，必需使它们之间的距离接近到ro,也就是接近到核力能够发 生作用的范围，温度很高时，由笊原子构成的物质将成为等离子体，等离子体热运动的平 均动能为式中队为波尔兹曼常量，T为热力学温度，两个气核之间的电势能为Ep=W k为静

8、电力常量，厂为核之间的距离，那么使气核发生聚变的温度至少应为（）上皿km3 Almke?Ake?Kiro3 k in解析：选B由能量守恒定律可得用=p,即*=若，解得T=黑,选项B对。8 .以下关于聚变的说法中，正确的选项是（）A.要使聚变产生，必需克服库仑斥力做功B.轻核聚变需要几百万摄氏度的高温，因此聚变又叫作热核反响C.原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，所以氢弹利用原子弹引发热核反响D.太阳和很多恒星内部都在剧烈地进行着裂变反响解析：选ABC 轻核聚变时，要使轻核之间的距离到达10一Km,所以必需克服库仑斥 力做功，A正确；原子核必需有足够的动能，才能使它们接近到核力能发生作用的范围，

9、 试验证明，原子核必需处在几百万摄氏度下才有这样的能量，这样高的温度通常利用原子 弹爆炸获得，故B、C正确；在太阳内部或其他恒星内部都存在着热核反响，D错误。9 .我国科学家研制“两弹所涉及的根本核反响有：费U+，nf鹏r+辟Xe+必n(2)汨+?HTHe+dAn关于这两个方程的以下说法，正确的选项是()A.方程属于a衰变10 方程属于轻核聚变C.方程(1)中=10,方程中d=lD.方程(1)中=6,方程中d=l解析：选BC 方程应属于重核裂变而不是a衰变，选项A错误；方程为轻核聚 变，选项B正确；核反响前后质量数守恒、核电荷数守恒，方程(1)中，235+1=90+136 +kXl9解得女=1

10、0,方程中，2+3=4+dXl,解得d=l,故C正确、D错误。8.(广东高考)科学家使用核反响猎取晁，再利用气和晁的核反响获得能量，核反响方 程分别为：X+Yf?He+H+4.9MeV和+H+iH-2He+X+17.6MeV,以下表述正确的有 ()A. X是中子B. 丫的质子数是3,中子数是6C.两个核反响都没有质量亏损D.笊和瓶的核反响是核聚变反响解析：选AD 核反响方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒，那么由，H+iHf2He+X + 17.6 MeV知X为，n,由X+Y-2He+汨+4.9MeV知Y为Li,其中Y的质子数是3, 中子数也是3,选项A正确，选项B错误。两个核反响都释放出核能，故都有质量亏损， 选项C错误。X+Y-He+fH+4.9 MeV是原子核的人工转变，汨+汨-2He+，n + 176 MeV为轻核聚变，选项D正确。二、非选择题9.一个质子和两个中子聚变为一个僦核，质子质量；WH=1.007 3 u,中子质量7Wn=1.008 7 u,氟核质量机=3.018 0 u。(1)写出聚变方程；(2)释放出的核能多大？(3)平均每个核子释放的能量是多大？解析：聚变方程1H+如一汨