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1、课时训练19核裂变一、非标准 1.原子反响堆是实现可控制的重核裂变链式反响的一种装置，它主要由哪四局部组成（）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，我们知道核反响堆的构成分四局部:原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统。2 ,裂变反响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:发生核反响过程中，核子数保持守恒，中子未消失，故A错
2、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 .（2022重庆高考）铀是常用的一种核燃料,假设它的原子核发生了如下的裂变反响：na+b+n那么。+可能是（）AXeKr BBaKrCBaSr DXeSr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响，其裂变方程为U+n-Sr+n,那么以下表达正 确的选项是（）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，根据所以裂变后的总质量数增加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:
3、A解析:X原子核中的核子数为（235 + l）（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 .（多项选择）以下关于重核裂变的说法中，正确的选项是（）A.核裂变反响是一个吸能反响B.核裂变反响是一个放能反响C.核裂变反响的过程质量亏损D.核裂变反响的过程质量增加答案:BC6 .（多项选择）国家重大科技专项示范工程CAP 1400核电站，将于2022年在山东荣成石岛湾开工建设。 核电站与火电站相比拟，其优势在于（）A.核燃料释放出的能量远大于相等质量的煤放出的能量8 .就可采储量来说，地
4、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.某核反响堆每小时消耗浓缩铀(铀235的含量占5%)200 g,假定每个铀核裂变时释放的能量是200 MeV,核反响堆的效率为90%,求该核反响堆的输出功率。答案20x108 w解析:200 g浓缩铀中铀235的含量为根=200 gx5% = 10
5、 g,那么10 g铀235中含有的原子数为 =Na=x6.02x 1 0232.56x1022o这些铀在1h内释放的能量为=/7AE=2.56xl022x200xl06xl.6xl019 J8.19xlOH J,那么此核反响堆的输出功率为P= W2.0xl08 Wo8.铀核U)裂变生成钢Ba)和氯Kr)Ba、Kr以及中子的质量分别是235.043 9 u、143.913 9 u、88.897 3 u 和1.008 7 u。我国秦山核电站一期工程的功率为30x104 kw,假设U能够完全发生裂变,其中有一半核 能转化为电能。那么核电站一年要消耗多少U(1 u=L66xlO-27 kg)答案:23
6、L1 kg解析:核裂变方程为BaKr+no那么一个 U 裂变释放出来的核能 AE=(235.043 9 u-143.913 9 u-88.897 3 u-2x 1.008 7 u)xc2=0.215 3xl.66xl0-27x(3xl08)2 J=3.21xl0 J每年核电站产生的总能量:E=Pz=30xl()7x365x24x3 600 J=9.461xl015 J所以每年消耗的铀核个数为N二个=5.894x1 ()26 个因此每年需要铀的总质量为:2二/n=-mmoi=x235xl0-3 kg=231.1 kg。9 .在可控核反响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。某反响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:设中子质量为联,靶核质量为机，由动量守恒定律得mnvo=mnv +mv2,由能量守恒定律得7nMn,解得Vl=V0o在重水中靶核质量mH=2mn,VlH=Vo-VOo在石墨中靶核质量 /7?c=12/7?n,VlC=V0=-V0o因为与重水靶核碰撞后中子速度较小，故重水减速效果更好。