- 核能
- 共2202题
太阳的能量来源是轻核的聚变,太阳中存在的主要元素是氢,核聚变反应可以看做是4个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电子.试写出核反应方程,并由表中数据计算出该聚变反应过程中释放的能量(取1 u=×10-26 kg).
正确答案
:见解析
核反应方程为4H―→
He+2
e,4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损为
Δm=(1.0073×4-4.0015-2×0.00055)u
=0.0266 u=4.43×10-29 kg
由爱因斯坦质能方程得,聚变反应过程中释放的能量为
ΔE=Δmc2=4.43×10-29×(3×108)2 J=4.0×10-12 J.
大量氢原子处于不同能量激发态,发生跃迁时放出三种不同能量的光子,其能量值分别是:1.89eV、10.2 eV、12.09 eV。跃迁发生前这些原子分布在 个激发态能级上,其中最高能级的能量值是 eV(基态能量为-13.6 eV)。
正确答案
①2②-1.51eV (2分)
①2 (2分), ②E=" -13.6-(-12.09)=" -1.51eV (2分)
1920年,质子已被发现,英国物理学家卢瑟福曾预言可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在,他把它叫做中子.1930年发现,在真空条件下用α射线轰击铍()时,会产生一种看不见的、贯穿力极强的不知名射线和另一种粒子.经过研究发现,这种不知名射线具有如下的特点:①在任意方向的磁场中均不发生偏转;②这种射线的速度小于光速的十分之一;③用它轰击含有氢核的物质,可以把氢核打出来;用它轰击含有氮核的物质,可以把氮核打出来,并且被打出的氢核的最大速度vH和被打出的氮核的最大速度vN之比近似等于15∶2.若该射线中的粒子均具有相同的能量,与氢核和氮核碰前氢核和氮核可以为静止,碰撞过程中没有机械能的损失.已知氢核的质量MH与氮核的质量MN之比等于1∶14.
(1)写出α射线轰击铍核的核反应方程;
(2)试根据上面所述的各种情况,通过具体分析说明该射线是不带电的,但不是γ射线,而是由中子组成的.
正确答案
(1) +
→
+
(2)略
(1)+
→
+
(2分)
(2)由①可知,该射线在任何方向的磁场中均不发生偏转,因此该射线不带电. (1分)
由②可知,因为该射线速度小于光速,所以它不是γ射线. (1分)
由③可知,由于碰撞中无机械能损失,当被打出的氢核和氮核的速度为最大值时,表明它们发生的是弹性正碰.设该粒子的质量为m,碰撞前速度为v0,与氢核碰撞后速度为v1,与氮核碰撞后速度为v2,则有mv0=mv1+MHvH (2分)
mv02=
mv12+
MHvH2 (2分)
解得vH= (1分)
同理得vN= (1分)
由题意知
解得m=MH (1分)
即该粒子的质量与氢核(质子)的质量相近,因此这种粒子是中子. (1分)
对于基态氢原子,下列说法正确的是( )
正确答案
ACD
注意到光子能量只能全部被吸收,而电子能量则可以部分被吸收。
10.2eV刚好是n=1、n=2的能极差,而11eV不是,由玻尔理论知A正确。基太氢原子也能吸收14eV的光子而电离,电离后自由电子动能为0.4eV。它也可吸收动能为11eV的电子的部分能量(10.2eV),剩余0.8eV仍为原来电子所有。所以应选ACD。
根据宇宙大爆炸理论,在宇宙形成之初是“粒子家族”尽现风采的时期.从大爆炸的瞬间产生夸克、轻子、胶子等粒子,到电子与原子核结合成原子,先后经历了四个时代,它们是:______、______、______、______.
正确答案
强子时代 轻子时代 核合成时代 复合时代
根据宇宙大爆炸理论,“粒子家族”在大爆炸开始,到形成原子这105 s时间内,先后经历了强子时代、轻子时代、核合成时代、复合时代.
图7是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图。
(1)请你简述自动控制的原理。
(2)如果工厂生产的为的铝板,在
、
和
三种射线中,你认为哪一种射线在的厚度控制中起主要作用,为什么?
正确答案
(1)放射线具有穿透本领,如果向前运动的铝板的厚度有变化,则探测器接收到的放射线的强度就会随之变化,这种变化被转化为电信号输入到相应装置,进而自动地控制图7中右侧的两个轮间的距离,使铝板的厚度恢复正常。
(2)射线起主要作用。因为
射线的穿透本领很小,一张薄纸就能把它挡住,更穿不过
的铝板;
射线的穿透本领非常强,能穿透几厘米的铝板,
左右的铝板厚度发生变化时,透过铝板的射线强度变化不大;
射线的穿透本领较强,能穿透几毫米的铝板,当铝板的厚度发生变化时,透过铝板的射线强度变化较大,探测器可明显地反应出这种变化,使自动化系统做出相应的反应。
略
(1)放射性物质Po和
Co的核衰变方程分别为:
Po→
Pb+X1
Co→
Ni+X2
方程中的X1代表的是________,X2代表的是________.
(2)如图15-2-1所示,铅盒内装有能释放α、β和γ射线的放射性物质,在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B,在图(a)、(b)中分别画出射线运动轨迹的示意图.(在所画轨迹上须标明是α、β和γ中的哪种射线)
正确答案
(1)He
e (2)见解析图
(1)由质量数守恒可知X1、X2的质量数分别为4、0,由电荷数守恒可知X1、X2的电荷数分别为2、-1,故X1是He,X2是
e.
(2)α粒子带正电,在图(a)电场中向右偏,在图(b)的磁场受到指向左侧的洛伦兹力向左偏,β粒子带负电,故在图(a)中向左偏而在图(b)中向右偏,γ粒子不带电,故不发生偏转,如图所示(曲率半径不作要求,每种射线可只画一条轨迹).
加拿大萨德伯里中微子观察站的研究提示了中微子失踪之谜,即观察到中微子数目比理论值少是因为部分中微子在运动过程中(速度很大)转化为一个μ子和一个τ子.对上述转化过程有以下说法,其中正确的是( )
正确答案
关于放射现象,下列说法正确的是( )
正确答案
用中子轰击铝27,产生钠24和X粒子,钠24具有放射性,它衰变后变成镁24,则X粒子和钠的衰变过程分别是( )
正确答案
2011年3月,日本东北部海域发生里氏9.0级地震并引发海啸,导致核电站中核物质泄漏,泄露的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天,会释放β射线;铯137是铯133的同位素,半衰期约为30年,发生衰变时会辐射γ射线.下列说法正确的是( )
正确答案
某种核X经过若干次α、β衰变为核Y,核X比核Y多10质子,核X比核Y多14中子,则( )
正确答案
原子核A经过一次α衰变和一次β衰变后,变成原子核B,则( )
正确答案
关于放射性元素的半衰期,下列说法中正确的是( )
正确答案
电子是组成原子的基本粒子之一.下列对电子的说法中正确的是( )
正确答案
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