高中物理魯科版5第四章核能第2節(jié)核裂變 2023版第4章第2節(jié)核裂變

第2節(jié)核裂變學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)1.知道核裂變的概念，知道重核裂變中能釋放出巨大的能量．(重點(diǎn))2.知道什么是鏈?zhǔn)椒磻?yīng).3.會(huì)計(jì)算重核裂變過程中釋放出的能量．(重點(diǎn))4.知道什么是核反應(yīng)堆．了解常用裂變反應(yīng)堆的類型．(難點(diǎn))重核的裂變eq\o([先填空])1．重核的裂變(1)核裂變：用中子轟擊鈾核，鈾核分裂成質(zhì)量相近的兩部分，并釋放出能量的核反應(yīng)過程叫做核裂變．(2)裂變能：核裂變釋放出的能量稱為裂變能，也稱核能或原子能．核裂變是釋放核能的方法之一．(3)鈾核裂變的產(chǎn)物多種多樣，其中有代表性的有：eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(95,38)Sr＋eq\o\al(139,54)Xe＋2eq\o\al(1,0)neq\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.2．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(1)定義：在eq\o\al(235,92)U核裂變釋放出巨大能量的同時(shí)，平均每次可以放出2～3個(gè)中子，這些中子稱為第1代中子，如果其中至少有一個(gè)繼續(xù)轟擊eq\o\al(235,92)U，使之發(fā)生裂變，就能產(chǎn)生第2代中子，這樣不斷繼續(xù)下去，中子會(huì)不斷增加，裂變反應(yīng)就會(huì)不斷加強(qiáng)，就形成了裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾塊的最小體積叫做臨界體積．(2)條件：發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)必須具備兩個(gè)條件：a.鈾核的體積達(dá)到臨界體積；b.必須存在持續(xù)不斷的中子源．eq\o([再判斷])1．原子核釋放粒子的過程也是核裂變的過程．(×)2．用中子轟擊重核使之分裂實(shí)現(xiàn)核裂變．(√)3．利用不可控的快中子轟擊超過臨界體積的鈾塊產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)制成原子彈．(√)eq\o([后思考])重核裂變反應(yīng)是否滿足電荷數(shù)守恒？是否滿足質(zhì)量數(shù)守恒？【提示】重核裂變反應(yīng)屬于核反應(yīng)，滿足電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒．eq\o([核心點(diǎn)擊])1．鈾核的裂變和裂變方程(1)核子受激發(fā)：當(dāng)中子進(jìn)入鈾235后，便形成了處于激發(fā)狀態(tài)的復(fù)核，復(fù)核中由于核子的激烈運(yùn)動(dòng)，使核變成不規(guī)則的形狀．(2)核子分裂：核子間的距離增大，因而核力迅速減弱，使得原子核由于質(zhì)子間的斥力作用而分裂成幾塊，同時(shí)放出2或3個(gè)中子，這些中子又引起其他鈾核裂變，這樣，裂變就會(huì)不斷地進(jìn)行下去，釋放出越來越多的核能．(3)常見的裂變方程：①eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n.②eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n.2．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件(1)有慢中子轟擊．(2)鈾塊的體積大于臨界體積，或鈾塊的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量．以上兩個(gè)條件滿足一個(gè)，則另一個(gè)條件自動(dòng)滿足．3．裂變反應(yīng)的能量：鈾核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核，發(fā)生質(zhì)量虧損，所以放出能量．一個(gè)鈾235核裂變時(shí)釋放的能量如果按200MeV估算，1kg鈾235全部裂變放出的能量相當(dāng)于2800t標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒時(shí)釋放的能量，裂變時(shí)能產(chǎn)生幾百萬度的高溫．4．鈾的同位素中鈾235比鈾238更易發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在天然鈾中，主要有兩種同位素，%的是鈾238，%的是鈾235，中子能引起這兩種鈾核發(fā)生裂變，但它們和中子發(fā)生作用的情況不同．(1)鈾235：俘獲各種能量的中子都會(huì)發(fā)生裂變，且俘獲低能量的中子發(fā)生裂變的概率大．(2)鈾238：只有俘獲能量大于1MeV的中子才能發(fā)生裂變，且裂變的幾率小．能量低于1MeV的中子只與鈾核發(fā)生彈性碰撞，不引起裂變．因此，為了使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生，最好利用純鈾235.1．(多選)關(guān)于重核的裂變，以下說法正確的是()A．核裂變釋放的能量遠(yuǎn)大于它俘獲中子時(shí)得到的能量B．鈾核裂變?cè)谧匀唤缰袝?huì)自發(fā)地產(chǎn)生C．重核裂變釋放出大量能量，產(chǎn)生明顯的質(zhì)量虧損，所以核子數(shù)要減少D．由于重核的核子平均質(zhì)量大于中等質(zhì)量核的核子平均質(zhì)量，所以重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的核時(shí)，要發(fā)生質(zhì)量虧損，放出核能【解析】根據(jù)重核發(fā)生裂變的條件和裂變釋放能量的原理分析可知，裂變時(shí)因鈾核俘獲中子發(fā)生核反應(yīng)，是核能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，因而釋放的能量遠(yuǎn)大于其俘獲中子時(shí)吸收的能量；重核裂變只能發(fā)生在人為核反應(yīng)中；在裂變反應(yīng)中核子數(shù)是不會(huì)減少的，因此A正確，B、C錯(cuò)誤．重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核時(shí)，由于平均質(zhì)量減小，必然發(fā)生質(zhì)量虧損，從而釋放出核能，所以D正確．【答案】AD2．(多選)1938年哈恩用中子轟擊鈾核，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物中有原子核鋇(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射線．下列關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法中正確的是()A．這個(gè)實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nB．這是一個(gè)核裂變過程，反應(yīng)后粒子質(zhì)量之和大于反應(yīng)前粒子質(zhì)量之和C．實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的γ射線穿透能力極強(qiáng)D．這個(gè)反應(yīng)中釋放出的能量可以用愛因斯坦的質(zhì)能方程來計(jì)算【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，鈾核裂變的核反應(yīng)方程應(yīng)為：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，選項(xiàng)A正確；鈾核裂變過程中產(chǎn)生γ射線，放出能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，釋放的能量根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程計(jì)算，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確；核反應(yīng)中產(chǎn)生的γ射線，穿透能力極強(qiáng)，是能量極高的光子，選項(xiàng)C正確．【答案】ACD3．現(xiàn)有的核電站比較廣泛采用的核反應(yīng)之一是：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(143,60)Nd＋Zr＋3eq\o\al(1,0)n＋8eq\o\al(0,－1)e＋ν(1)核反應(yīng)方程中的ν是中微子，它不帶電，質(zhì)量數(shù)為零．試確定生成物鋯(Zr)的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)；(2)已知鈾(U)核的質(zhì)量為3u，中子質(zhì)量為7u，釹(Nd)核質(zhì)量為8u，鋯核質(zhì)量為7u．又知1u＝6×10－27kg，試計(jì)算，1kg鈾235大約能產(chǎn)生的能量是多少？【解析】(1)根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，可得Zr的電荷數(shù)Z＝92－60＋8＝40質(zhì)量數(shù)A＝236－143－3×1＝90.(2)方法一：質(zhì)量虧損Δm＝(mU＋mn)－(mNd＋mZr＋3mn)＝4u.一個(gè)鈾核裂變釋放能量ΔE＝Δm×MeV＝4×MeV≈MeV1kg鈾核含有的原子核數(shù)為n＝eq\f(1000,235)××1023個(gè)≈×1024個(gè)1kg鈾核產(chǎn)生的能量E總＝n·ΔE＝××1024MeV≈×1026MeV＝×1026×106××10－19J≈×1013J.方法二：Δm＝(mU＋mn)－(mNd＋mZr＋3mn)＝4u＝4×6×10－27kg≈×10－28kgΔE＝Δmc2＝×10－28×(3×108)2J＝×10－11Jn＝eq\f(1000,235)××1023個(gè)≈×1024個(gè)E總＝nΔE＝×1024××10－11J≈×1013J.【答案】(1)4090(2)×1013J重核裂變核能計(jì)算的方法解答這類問題，一般是先根據(jù)核反應(yīng)方程求出一個(gè)重核裂變時(shí)發(fā)生的質(zhì)量虧損，由質(zhì)能方程計(jì)算出釋放的能量，然后用阿伏加德羅常數(shù)把核能與重核質(zhì)量聯(lián)系起來；另外，在計(jì)算過程中要注意單位的統(tǒng)一．裂變反應(yīng)堆eq\o([先填空])1．核反應(yīng)堆：能維持和控制核裂變的裝置．2．核反應(yīng)堆的構(gòu)成：堆芯、中子反射層、控制系統(tǒng)和防護(hù)層等部分．(1)堆芯：由燃料棒、減速劑和冷卻劑組成．(2)中子反射層：反射核裂變中產(chǎn)生的中子，使其進(jìn)一步參加鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．(3)控制棒：用能吸收慢中子的鎘或硼鋼制成，以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度．eq\o([再判斷])1．核反應(yīng)堆可以人工控制核反應(yīng)速度．(√)2．減速劑的作用使快中子減速變成慢中子．(√)3．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)一旦形成無法進(jìn)行人工控制．(×)eq\o([后思考])核反應(yīng)堆中的防護(hù)層的構(gòu)造和作用是什么？【提示】核反應(yīng)堆中的防護(hù)層一般由金屬套、防止中子外逸的水層以及1m～2m厚的鋼筋混凝土構(gòu)成，可以有效地防止射線對(duì)人體及其他生命的侵害．eq\o([核心點(diǎn)擊])1．核反應(yīng)堆的組成核反應(yīng)堆由堆芯、中子反射層、控制系統(tǒng)和防護(hù)層等部分組成．其中控制棒用能吸收慢中子的鎘或硼鋼制成，以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度．之所以把它叫做“堆”，是因?yàn)槭澜缟系谝粋€(gè)核反應(yīng)堆是用石墨塊(用以控制反應(yīng)速度)和金屬鈾塊(反應(yīng)燃料)一層一層交替地“堆”起來而構(gòu)成的．2．核反應(yīng)堆與原子彈爆炸的比較原子彈爆炸時(shí)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度是無法控制的，為了用人工方法控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能比較平緩地釋放出來，人們制成了核反應(yīng)堆(核電站的核心設(shè)施)．核反應(yīng)堆是人工控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置．3．核電站發(fā)電的主要原理核燃料裂變釋放的能量使反應(yīng)區(qū)溫度升高．水或液態(tài)的金屬鈉等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去．反應(yīng)堆放出的熱使水變成水蒸氣，這些高溫高壓的蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電．這一部分的工作原理和火力發(fā)電相同．4．關(guān)于核反應(yīng)堆中用鎘棒控制反應(yīng)速度的原理，下列說法正確的是()A．鎘棒能釋放中子，依靠釋放的多少控制反應(yīng)速度B．用鎘棒插入的多少控制快中子變?yōu)槁凶拥臄?shù)量C．利用鎘棒對(duì)中子吸收能力強(qiáng)的特點(diǎn)，依靠插入的多少控制中子數(shù)量D．鎘棒對(duì)鈾核裂變有一種阻礙作用，利用其與鈾的接觸面積的大小控制反應(yīng)速度【解析】鎘棒不是離子源不會(huì)釋放中子，A錯(cuò)誤，也不是減速劑，不能使快中子變?yōu)槁凶?，B、D錯(cuò)誤，鎘棒對(duì)中子有吸收作用，通過中子強(qiáng)度檢測(cè)器檢測(cè)，當(dāng)反應(yīng)太強(qiáng)，鎘棒能自動(dòng)插入，多吸收中子，反之，自動(dòng)抽出，少吸收中子，故鎘棒也叫控制棒，C正確．【答案】C5．(多選)關(guān)于原子核反應(yīng)堆，下面哪種說法是正確的()A．鎘棒是核燃料，裂變時(shí)釋放核能B．鎘棒的作用是控制反應(yīng)堆的功率C．石墨的作用是吸收中子D．冷卻劑的作用是控制反應(yīng)堆的溫度和輸出熱量【解析】核燃料即為用濃縮鈾制成的鈾棒，鈾棒裂變時(shí)釋放核能；鎘棒具有很強(qiáng)的吸收慢中子的能力，通過控制鎘棒插入的深度來控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，即可控制反應(yīng)堆的功率；石墨的作用是使裂變產(chǎn)生的快中子減速成為慢中子；冷卻劑的作用是控制反應(yīng)堆的溫度和輸出熱量．則B、D正確，A、C錯(cuò)誤．【答案】BD學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(十二)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．(多選)當(dāng)一個(gè)重核裂變時(shí)，它所產(chǎn)生的兩個(gè)核()A．含有的質(zhì)子數(shù)較裂變前重核的質(zhì)子數(shù)不變B．含有的中子數(shù)較裂變前重核的中子數(shù)不變C．裂變時(shí)釋放的能量等于俘獲中子時(shí)得到的能量D．可能是多種形式的兩個(gè)核的組合【解析】由于在裂變反應(yīng)中吸收一個(gè)中子而釋放2～3個(gè)中子，質(zhì)子數(shù)并沒有發(fā)生變化，而兩個(gè)新核的中子數(shù)減少，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；反應(yīng)后質(zhì)量發(fā)生了虧損而釋放能量，并不等于俘獲中子時(shí)得到的能量，在裂變反應(yīng)中，產(chǎn)物并不是唯一的，而是多種多樣的，故選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．【答案】AD2．(多選)關(guān)于重核的裂變，以下說法正確的是()A．核裂變釋放的能量等于它俘獲中子時(shí)得到的能量B．中子從鈾塊中通過時(shí)，但不一定發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)C．重核裂變釋放出大量能量，產(chǎn)生明顯的質(zhì)量虧損，所以核子數(shù)要減小D．重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的核時(shí)，要發(fā)生質(zhì)量虧損，放出核能【解析】根據(jù)重核發(fā)生裂變的條件和裂變釋放核能的原理分析可知，裂變時(shí)因鈾核俘獲中子即發(fā)生核反應(yīng)，是核能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程．釋放的能量遠(yuǎn)大于其俘獲中子時(shí)吸收的能量．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是有條件的，即鈾塊的體積必須大于其臨界體積，如果體積小，中子從鈾塊中穿過時(shí)，碰不到原子核，則鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就不會(huì)發(fā)生．在裂變反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)均守恒；即核子數(shù)守恒，所以核子數(shù)是不會(huì)減小的，因此選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核時(shí)，發(fā)生質(zhì)量虧損，從而釋放出核能，選項(xiàng)D正確．【答案】BD3．鈾核裂變時(shí)，對(duì)于產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的重要因素，下列說法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：64772108】A．反應(yīng)堆中鈾的質(zhì)量是重要因素與體積無關(guān)B．為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生，最好直接利用裂變時(shí)產(chǎn)生的中子C．若鈾235的體積超過它的臨界體積，裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就能夠發(fā)生D．能否發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與鈾塊的質(zhì)量無關(guān)【解析】要使鈾核裂變發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，鈾塊的體積必須等于或大于臨界體積，如果組成鈾塊的體積小于臨界體積，則不會(huì)發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的中子為快中子，這些快中子不能直接引發(fā)新的裂變．如果鈾塊的質(zhì)量大，則其體積大，若超過臨界體積則發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，由此知A、B、D錯(cuò)誤，C正確．【答案】C4．(多選)鈾核裂變是核電站核能的重要來源，其一種裂變反應(yīng)式是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n.下列說法正確的有()A．上述裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出B鈾塊體積對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生無影響C．鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制D．鈾核的半衰期會(huì)受到環(huán)境溫度的影響【解析】根據(jù)裂變反應(yīng)的規(guī)律和影響半衰期的因素解決問題．裂變反應(yīng)式中的eq\o\al(1,0)n為中子，鈾塊體積大于臨界體積，才能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，且鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控的，選項(xiàng)A、C正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期不受外界壓強(qiáng)、溫度的影響，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【答案】AC5．下列核反應(yīng)中，表示核裂變的是()\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n【解析】題目選項(xiàng)中，eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是α衰變，eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e是β衰變，eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n是人工轉(zhuǎn)變，只有C選項(xiàng)是重核裂變，故B正確．【答案】B6．(多選)2023年以前我國(guó)將新增投產(chǎn)2300萬千瓦的核電站，核電站與火電站相比較，下列說法正確的是()A．核燃料釋放的能量遠(yuǎn)大于相等質(zhì)量的煤放出的能量B．就可采儲(chǔ)量來說，地球上核燃料資源遠(yuǎn)大于煤炭C．在經(jīng)濟(jì)效益方面核電與火電不相上下D．核電站沒有任何污染【解析】核燃料釋放的能量遠(yuǎn)大于相等質(zhì)量的煤放出的能量，A項(xiàng)正確；就可采儲(chǔ)量所提供的能量來說，遠(yuǎn)大于煤炭所能提供的能量，而不是采儲(chǔ)量，B項(xiàng)錯(cuò)；在經(jīng)濟(jì)效益方面核電與火電不相上下，C項(xiàng)正確；核電站是有污染的，核反應(yīng)堆用過的核廢料具有很強(qiáng)的輻射性，要做特殊處理，D項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】AC7．下面是鈾核裂變反應(yīng)中的一個(gè)：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.已知鈾235的質(zhì)量為9u，中子的質(zhì)量為7u，鍶90的質(zhì)量為7u，氙136的質(zhì)量為2u，則此核反應(yīng)中質(zhì)量虧損Δm＝________u，釋放的核能ΔE＝________MeV.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：64772053】【解析】質(zhì)量虧損Δm＝u＋u－u－u－10×u＝u由ΔE＝Δmc2可求得釋放的核能ΔE＝uc2＝×MeV＝MeV.【答案】8．落在日本廣島上的原子彈，相當(dāng)于2萬噸TNT炸藥放出的能量．原子彈放出的能量約×1013J，試問有多少個(gè)eq\o\al(235,92)U原子核進(jìn)行分裂？該原子彈中含eq\o\al(235,92)U的質(zhì)量最小限度為多少千克？(一個(gè)eq\o\al(235,92)U原子核分裂時(shí)所產(chǎn)生的能量約為200MeV)【解析】一個(gè)eq\o\al(235,92)U原子核分裂時(shí)所產(chǎn)生的能量約為200MeV＝200×106eV＝×108××10－19J＝×10－11J.設(shè)共有n個(gè)eq\o\al(235,92)U核發(fā)生裂變：n＝eq\f×1013,×10－11)個(gè)≈×1024個(gè)，鈾的質(zhì)量m＝235×10－3×eq\f×1024,×1023)kg≈kg.【答案】×1024個(gè)kg[能力提升]9．(多選)我國(guó)秦山核電站第三期工程中有兩組60萬千瓦的發(fā)電機(jī)組，發(fā)電站的核能來源于eq\o\al(235,92)U的裂變，下列說法正確的是()\o\al(235,92)U原子核中有92個(gè)質(zhì)子，143個(gè)中子\o\al(235,92)U的一種可能裂變是變成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核，反應(yīng)方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n\o\al(235,92)U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D．一個(gè)eq\o\al(235,92)U裂變能放出200MeV的能量，合×10－11J【解析】由eq\o\al(235,92)U的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)關(guān)系易知A正確；由核反應(yīng)方程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知B正確；半衰期不受外界因素干擾，故C錯(cuò)誤；因?yàn)?00MeV＝200×106××10－19J＝×10－11J，所以D正確．【答案】ABD10．(多選)人們發(fā)現(xiàn)，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖4-2-1所示的關(guān)系．下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說法正確的是()圖4-2-1A．由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損，要吸收能量B．由圖可知，原子核A裂變成原子核B和C時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損，要放出核能C．由原子核A裂變成原子核B和C時(shí)要吸收能量D．在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度【解析】原子核D和E的核子平均質(zhì)量大，結(jié)合成原子核F時(shí)存在質(zhì)量虧損，要釋放能量，A錯(cuò)誤；原子核A的核子平均質(zhì)量大，裂變成原子核B和C時(shí)質(zhì)量虧損，要放出核能，B正確、C錯(cuò)誤；鎘棒可以吸收中子，在反應(yīng)堆中能控制反應(yīng)速度，D正確．【答案】BD\o\al(235,92)U受中子轟擊時(shí)會(huì)發(fā)生裂變，產(chǎn)生eq\o\al(139,56)Ba和eq\o\al(94,36)Kr，同時(shí)放出200MeV的能量，現(xiàn)要建設(shè)發(fā)電能力是50萬千瓦的核電站，用鈾235作為原子鍋爐的燃料，假設(shè)核裂變釋放的能量全部被用來發(fā)電，那么一天需要純鈾235的質(zhì)量為多少？(阿伏加德羅常數(shù)取×1023mol－1)【解析】每天發(fā)電的總量E＝24××103×5×108J＝×1013J.要得到這么多能量需要裂變的鈾原子數(shù)目n＝eq\f×1013,2×108××10－19)＝×1024(個(gè))．則對(duì)應(yīng)的