- 核反应和核能
- 共210题
室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡。氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中。氡看不到,嗅不到,即使在氡浓度很高的环境里,人们对它也毫无感觉。氡进入人的呼吸系统能诱发肺癌,是除吸烟外导致肺癌的第二大因素。静止的氡核放出一个粒子x后变成钋核
,钋核的动能为Ek1,若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子x的动能。试回答以下问题:
①写出上述衰变的核反应方程(请用物理学上规定的符号表示粒子x);
②求粒子x的动能Ek2。
正确答案
①②
试题分析:①
② 设钋核的质量为m1、速度为v1,粒子x的质量为m2、速度为v2
根据动量守恒定律 有
粒子x的动能
点评:本题难度中等,首先应根据核反应的质量数守恒和核电荷数守恒判断生成新的原子核的质量数,再由分裂前后动量守恒列公式求解
雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(νe)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖。他探测中微子所用的探测器的主体是一个储满615t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶。电子中微子可以将一个氯核变为一个氩核,核反应方程式为。已知
,
,
的质量为0.00055u,1u质量对应的能量为931.5MeV。根据以上数据,可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为 MeV(结果保留两位有效数字)。
正确答案
0.82MeV
试题分析:由题意可得:电子中微子的能量E=mc2-(mAr+me-mCl)·931.5MeV
=(36.95691+0.00055-36.95658)×931.5MeV=0.82MeV
则电子中微子的最小能量为 Emin=0.82MeV
点评:难度中等,应用爱因斯坦质能方程时,注意单位的使用。当用kg单位,c用m/s时,
单位是J,也可像本题利用1 u质量对应的能量为931.5MeV
用中子轰击锂核(36Li)发生核反应,产生氚和α粒子并放出4.8 MeV的能量.
小题1:写出核反应方程式;
小题2:求上述反应中的质量亏损为多少(保留两位有效数字);
小题3:若中子与锂核是以等大反向的动量相碰,则α粒子和氚的动能之比是多少?
正确答案
小题1:36Li+01n―→13H+24He+4.8 MeV
小题2:8.5×10-30 kg
小题3:3∶4
(1)根据质量数和核电荷数守恒:
(2)根据爱因斯坦质能方程:
(3)设m1、m2、 v1、v2分别为氦核、氚核的质量和速度,
由动量守恒定律得
氦核、氚核的动能之比:
以下是四个核反应方程,请把X1、X2、X3和X4代表的核符号填写在核反应方程后面的空格内.
①U+
n→
Sr++3X1
②P→
Si+X2
③U→
Th+X3
④Th→
Pa+X4
则X1:______;X2:______;X3:______;X4______.
正确答案
根据质量数和电荷数守恒得x1的电荷数为0,质量数为1,所以x1是中子;
同理x2的电荷数为1,质量数为0,所以x1为正电子;
x3的电荷数为2,质量数为4,所以x3是氦原子核;
x4的电荷数为-1,质量数为0,所以x4是负电子.
故答案为:n
e
He
e
北京时间2011年3月11日在日本海域发生强烈地震,强震引发了福岛核电站危机.核电中的U发生着裂变反应,试完成下列反应方程式
U+
n→
Ba+
Kr+______;已知
U、
Ba、
Kr和中子的质量分别是mU、mBa、mKr、mn,该反应中一个235U裂变时放出的能量为__________.(已知光速为c)
正确答案
3n(2分) (mu-mBa-mKr-2mn)c2(2分)
考查核裂变相关的问题,反应式U+
n→
Ba+
Kr+3
n;放出的能量
;
(选修3-5选做题)
用中子轰击氧原子核的核反应方程式为,则可知式中X为__________;a=__________;b=__________。
正确答案
正电子,17,1
1919年,卢瑟福用α粒子撞击14N核,打出了质子.该核反应方程为:+
→
+
.如图.
上述核反应可以用如下的模型来表示,运动的α粒子撞击一个静止的14N核,它们暂时形成一个整体(复合核),随即复合核迅速转化成一个质子和另一个原子核.已知复合核发生转化需要能量1.19 MeV.那么要想发生上述核反应,入射的α粒子的能量至少要多大?
正确答案
1.53 MeV
α与N核撞击过程Mαvα=(mα+mN)v
复合核获得能量mαvα2-
(mα+mN)v2
=mαvα2·
="1.19" MeV
得mαvα2="1.53" MeV.
完成下列反应方程式:
正确答案
;
;
;
(8分)中子、质子
、氘核D的质量分别为mn、mp、mD.现用光子能量为E的r射线照射静止氘核,使之分解.用核符号写出上述核反应方程,若分解后的中子、质子的动能相等,则中子的动能是多少?
正确答案
r+→
+
[(mD-mp-mn)c2+E]
试题分析:上述核反应方程是:r+→
+
上述核反应因质量亏损放出的能量 ΔE=(mD-mp-mn)c2
质子和中子获得的总动能是:ΔE+E
所以中子的动能为:Ekn=(ΔE+E)=
[(mD-mp-mn)c2+E].
(4分)2012年11月23日上午,舰载机歼-15在我国首艘航母“辽宁航”上成功起降。可控核反应堆是驱动航空母舰的理想设备,其工作原理是利用重核裂变反应释放出大量核能获得动力。是若干核反应的一种,其中n为中子,X为待求粒子,
为X的个数,则X是 (选填“质子”、“中子”、“电子”),
= 。
正确答案
中子 3
试题分析:根据质子数守恒、质量数守恒判断出X为,个数3个
点评:此类题型考察了常见的原子核反应方程的配平方法
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