第十九章原子核6重核的裂變1．原子反應堆是實現可控制的重核裂變鏈式反應的一種裝置，它主要由哪四部分組成()A．原子燃料、減速劑、冷卻系統和控制調節系統B．原子燃料、減速劑、發熱系統和傳熱系統C．原子燃料、減速劑、碰撞系統和傳熱系統D．原子燃料、中子源、原子能存聚系統和輸送系統解析：原子反應堆主要由四部分組成：原子燃料、減速劑、冷卻系統和控制調節系統．故選A.答案：A2．鈾核裂變時，對于產生鏈式反應的重要因素，下列說法中正確的是()A．鈾塊的質量是重要因素，與體積無關B．為了使裂變的鏈式反應容易發生，最好直接利用裂變時產生的中子C．若鈾235的體積超過它的臨界體積，裂變的鏈式反應就能夠發生D．能否發生鏈式反應與鈾塊的質量無關解析：要使鈾核裂變產生鏈式反應，鈾塊的體積必須大于臨界體積．但鈾核的質量無論怎樣，只要組成鈾塊的體積小于臨界體積，則不會發生鏈式反應，裂變反應中產生的中子為快中子，這些快中子不能直接引發新的裂變．如果鈾塊的質量大，則其體積大，若超過臨界體積則發生鏈式反應．由此知A、B、D錯誤，C正確．答案：C3.eq\o\al(235,92)U吸收一個慢中子后，分裂成eq\o\al(136,54)Xe和eq\o\al(90,38)Sr，還放出()A．1個α粒子 B．3個中子C．10個中子 D．10個質子解析：設放出的粒子的質量數為x，電荷數為y，核反應過程滿足質量數守恒和電荷數守恒．由題意可得由此判斷該核反應放出的一定是中子，且個數是10.答案：C4．一個eq\o\al(235,92)U原子核在中子的轟擊下發生一種可能的裂變反應，其裂變方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→X＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n，則下列敘述正確的是()A．X原子核中含有86個中子B．X原子核中含有141個核子C．因為裂變時釋放能量，根據E＝mc2，所以裂變后的總質量數增加D．因為裂變時釋放能量，出現質量虧損，所以生成物的總質量數減少解析：X原子核中的核子數為(235＋1)－(94＋2)＝140(個)，B錯誤．中子數為140－(92－38)＝86(個)，A正確．裂變時釋放能量，出現質量虧損，但是其總質量數是不變的，C、D錯．答案：AA級抓基礎1．(多選)下列關于重核裂變的說法中，正確的是()A．核裂變反應是一個吸能反應B．核裂變反應是一個放能反應C．核裂變反應的過程質量虧損D．核裂變反應的過程質量增加解析：核裂變反應的過程有質量虧損，根據質能方程可知是一個放能反應，故選BC.答案：BC2.下列核反應中，表示核裂變的是（）A.eq\o\al(238,)92U→eq\o\al(234,)90Th＋eq\o\al(4,2)He B.eq\o\al(14,)6C→eq\o\al(14,)7N＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(235,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,)56Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,)6C＋eq\o\al(1,0)n解析：A是α衰變方程；B是β衰變方程；C是重核裂變方程；D是原子核的人工轉變方程；故選C.答案：C3.（多選）鈾核在被中子轟擊后分裂成兩塊質量差不多的碎塊，這類核反應定名為核裂變.1947年中國科學家錢三強、何澤慧在實驗中觀察到鈾核也可能分裂為三部分或四部分，其概率大約是分裂為兩部分的概率的千分之三.關于鈾核的裂變，下列說法正確的是（）A.裂變的產物不是唯一的B.裂變的同時能放出2～3個或更多個中子C.裂變能夠釋放巨大能量，每個核子平均釋放的能量在裂變反應中比在聚變反應中的大D.裂變物質達到一定體積（即臨界體積）時，鏈式反應才可以持續下去解析：因鈾核也可能分裂為三部分或四部分，則裂變的產物不是唯一的，選項A正確；因裂變是鏈式反應，則裂變的同時能放出2～3個或更多個中子，在重新轟擊鈾核發射裂變，選項B正確；核子在一次聚變反應中釋放的能量不一定比裂變反應多，但平均每個核子在聚變中釋放的能量一定大，故C錯誤；裂變物質達到一定體積（即臨界體積）時，鏈式反應才可以持續下去，選項D正確；故選ABD.答案：ABD4．我國秦山核電站第三期工程中有兩個60萬千瓦的發電機組，發電站的核能來源于eq\o\al(235,)92U的裂變，現有四種說法：①eq\o\al(235,)92U原子核中有92個質子，143個中子；②eq\o\al(235,)92U的一種可能裂變是變成兩個中等質量的原子核，核反應方程為eq\o\al(235,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,)54Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n；③eq\o\al(235,)92U是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度半衰期縮短；④一個eq\o\al(235,)92U裂變能放出200MeV的能量，合3.2×10－11J.以上說法中完全正確的是()A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④解析：eq\o\al(235,)92U有核子數235個，質子數92個，中子數235－92＝143，①正確；裂變反應式滿足質量數守恒，電荷數也守恒，②正確；半衰期與溫度無關，③錯；根據愛因斯坦質能方程知④正確，所以D項正確．答案：DB級提能力5．一個鈾235吸收一個中子后的核反應方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)n，放出的能量為E，鈾235核的質量為M，中子的質量為m，氙136核的質量為m1，鍶90核的質量為m2，真空中光速為c，則釋放的能量E等于()A．(M－m1－m2－10m)cB．(M＋m－m1－m2)c2C．(M－m1－m2－9m)cD．(m1＋m2＋9m－M)c解析：鈾235裂變時的質量虧損Δm＝M＋m－m1－m2－10m＝M－m1－m2－9m.由質能方程，可得ΔE＝Δmc2＝(M－m1－m2－9m)答案：C6．一個鈾235吸收一個中子發生核反應時大約放出196MeV的能量，則1g純eq\o\al(235,)92U完全發生核反應時放出的能量為(NA為阿伏加德羅常數)()A．NA×196MeV B．235NA×196MeVC．235×196MeV D.eq\f(NA,235)×196MeV解析：由于1mol的鈾核質量為235g，1g鈾235的摩爾數為eq\f(1,235)，因此1g鈾235釋放的能量E＝eq\f(NA,235)×196MeV，故D正確．答案：D7．用中子轟擊鈾核(eq\o\al(235,92)U)，其中的一個可能反應是分裂成鋇(eq\o\al(141,56)Ba)和氪(eq\o\al(92,36)Kr)兩部分，放出3個中子．各個核和中子的質量如下：mU＝390.3139×10－27kgmn＝1.6749×10－27kgmBa＝234.0016×10－27kgmKr＝152.6047×10－27kg試寫出核反應方程，算出反應中釋放的核能．解析：根據反應前后的質量數守恒、核電荷數守恒和反應中的能量守恒，就可以寫出核反應方程．根據該反應前后的質量虧損，用愛因斯坦的質能方程就可算出釋放的核能．此鈾核裂變方程為：eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n.則核反應前后的質量虧損為：Δm＝mU＋mn－mBa－mKr－3mn＝0.3578×10－27kg由愛