《核裂变》同步练习5

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1、《核裂变》同步练习一、非标准1.原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要由哪四部分组成(　　)A.原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统B.原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统C.原子燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统D.原子燃料、中子源、原子能存聚系统和输送系统答案:A解析:通过学习，我们知道核反应堆的构成分四部分:原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统。2.裂变反应中释放出的能量来自于(　　)A.核子消失转化为能量B.原子中电子与原子核的电势能减小C.入射的中子消失转化为能量D.原子核的比结合能变大，释放出能量答案:D解析:发生核反应过程

2、中，核子数保持守恒，中子未消失，故A错误；能量来自于原子核内部，因重核分裂为中等质量的核时，比结合能增加而释放出能量，D正确。3.(2013·重庆高考)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应:n→a+b+n则a+b可能是(　　)AXeKrBBaKrCBaSrDXeSr答案:D解析:根据电荷数守恒和质量数守恒可知，D符合要求。4.一个U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为U+n→Sr+n，则下列叙述正确的是(　　)A.X原子核中含有86个中子B.X原子核中含有141个核子C.因为裂变时释放能量，根据E=mc2，所以裂变后的总质量

3、数增加D.因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少答案:A解析:X原子核中的核子数为(235+1)-(94+2)=140，B项错误。中子数为140-(92-38)=86，A项正确。裂变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不变的，所以C、D项错误。5.(多选)下列关于重核裂变的说法中，正确的是(　　)A.核裂变反应是一个吸能反应B.核裂变反应是一个放能反应C.核裂变反应的过程质量亏损D.核裂变反应的过程质量增加答案:BC6.(多选)国家重大科技专项示范项目CAP1400核电站，将于2013年在山东荣成石岛湾开工建设。核电站与火电站相比较，其

4、优势在于(　　)A.核燃料释放出的能量远大于相等质量的煤放出的能量B.就可采储量来说，地球上核燃料资源远多于煤炭C.核电站造成的污染远小于相等发电能力的火电站D.核电站比火电站更容易建造答案:ABC解析:核电站与火电站相比，相等质量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要大很多，地球上可开采核矿石储量所能提供的能量约为煤、石油的15倍，只要措施得当，核电站造成的污染很小，核能属于清洁能源，A、B、C均正确；核电站的建造难度较大，D错误。7.某核反应堆每小时消耗浓缩铀(铀235的含量占5%)200g，假定每个铀核裂变时释放的能量是200MeV，核反应堆的效率为90%，求

5、该核反应堆的输出功率。答案:2.0×108W解析:200g浓缩铀中铀235的含量为m=200g×5%=10g，则10g铀235中含有的原子数为n=NA=×6.02×1023≈2.56×1022。这些铀在1h内释放的能量为Q=nΔE=2.56×1022×200×106×1.6×10-19J≈8.19×1011J，则此核反应堆的输出功率为P=W≈2.0×108W。8.已知铀核U)裂变生成钡Ba)和氪Kr)Ba、Kr以及中子的质量分别是235.0439u、143.9139u、88.8973u和1.0087u。我国秦山核电站一期工程的功率为30×104kW，假如U能够完

6、全发生裂变，其中有一半核能转化为电能。则核电站一年要消耗多少U？(已知1u=1.66×10-27kg)答案:231.1kg解析:核裂变方程为BaKr+n。则一个U裂变释放出来的核能ΔE=(235.0439u-143.9139u-88.8973u-2×1.0087u)×c2=0.2153×1.66×10-27×(3×108)2J=3.21×10-11J每年核电站产生的总能量:E=Pt=30×107×365×24×3600J=9.461×1015J所以每年消耗的铀核个数为N=个=5.894×1026个因此每年需要铀的总质量为:m=m=·mmol=×235×10-3k

7、g=231.1kg。9.在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作慢化剂。中子在重水中可与H核碰撞减速，在石墨中与C核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种材料减速效果更好？答案:重水解析:设中子质量为mn，靶核质量为m，由动量守恒定律得mnv0=mnv1+mv2，由能量守恒定律得mnmn，解得v1=v0。在重水中靶核质量mH=2mn，v1H=v0=-v0。在石墨中靶核质量mC=12mn，v1C=v0=-v0。因为与重水靶核碰撞后中子速度较小，故

8、重水减速效果更好。