- 重核的裂变
- 共142题
某原子核的衰变过程是
表示放出一个
α粒子,下列说法中正确的是( )
A 核C比核B的中子数少2
B 核C比核A的质量数少5
C 原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子的电子数多1
D 核C比核A的质子数少1
正确答案
A、D
此题仍然考查衰变和
衰变的规律及核反应过程中质量数和核电荷数守恒规律,根据题目先写出核反应方程,然后再进行比较
太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、
等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是
释放的核能,这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论,若由于聚变反应而使太阳中的
核数目从现有数减少10%,太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化,假定目前太阳全部由电子和
核组成。
(1)为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R=6.4×106 m,地球质量m=6.0×1024 kg,日地中心的距离r=1.5×1011 m,地球表面处的重力加速度g=10 m/s2,1年约为3.2×107秒,试估算目前太阳的质量M。
(2)已知质子质量mp=1.6726×10-27 kg,质量mα=6.6458×10-27 kg,电子质量me=0.9×10-30 kg,光速c=3×108 m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。
(3)又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上,每秒通过的太阳辐射能w=1.35×103 W/m2。试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。(估算结果只要求一位有效数字。)
正确答案
(1)2×1030 kg (2)4.2×10-12 J (3)1百亿年
(1)估算太阳的质量M
设T为地球绕日心运动的周期,则由万有引力定律和牛顿定律可知
①
地球表面处的重力加速度
②
③
以题给数值代入,得M=2×1030 kg ④
(2)根据质量亏损和质能公式,该核反应每发生一次释放的核能为
△E=(4mp+2me-mα)c2 ⑤
代入数值,得
△E=4.2×10-12 J ⑥
(3)根据题给假设,在太阳继续保持在主序星阶段的时间内,发生题中所述的核聚变反应的次数为 ⑦
因此,太阳总共辐射出的能量为
E=N·△E
设太阳辐射是各向同性的,则每秒内太阳向外放出的辐射能为
ε=4πr2w ⑧
所以太阳继续保持在主星序的时间为
⑨
由以上各式解得
以题给数据代入,并以年为单位,可得
t=1×1010年=1百亿年
两个氘核聚变产生一个中子和氦核(氦的同位素)。已知氘核的质量,m0=2.0136u,氦核的质量3.0150u,中子的质量,mu=1.0087u(1u相当于931MeV)。
(1)写出聚变方程并计算释放的核能。
(2)若反应前两个氘核的动能均为0.35MeV。它们对心正碰发生聚变,且反应后释放的核能全部转化为动能,则产生的氦核和中子的动能各为多大?
正确答案
(1)3.26MeV (2)2.97MeV
(1)聚变的核反应方程:……………………(2分)
核反应过程中的质量亏损为
释放的核能为…………(2分)
(2)对撞过程动量守恒,由于反应前两氘核动能相同,其动量等值反向,因此反应前后系统的动量为0,即…………………………(1分)
反应前后总能量守恒,即…………(1分)
解得……………………(2分)
一个中子轰击铀核()可裂变生成钡(
)和氪(
)。已知
、
、
和中子的质量分别是mu、mBa、mKr、mn,则此铀裂变反应的方程为____________;该反应中一个
裂变时放出的能量为____________。(已知光速为c)
正确答案
,(mu-mBa-mKr-2mn)C2
中国第三代核电自主化依托项目--山东海阳核电站一期工程,已于2009年10月正式开工。在核电站中,核反应堆释放的核能转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能.核反应方程式是反应堆中发生的许多核反应中的一种,n为中子,X为待求粒子,a为X的个数,则X为______,a=______。以mU、mBa、mKr分别表示92235U、56141Ba、3692Kr核的质量,mn、mp分别表示中子、质子的质量,c为真空中的光速,则在上述核反应过程中放出的核能ΔE=________。
正确答案
中子,3,(mU-mBa-mKr-2mn)c2
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