1、3.5 核裂变1 关于裂变反应，下列说法中正确的是( )A用中子轰击铀核发生裂变一定分裂为质量差不多的两部分B铀核裂变为中等质量的原子核一定释放能量C铀核发生裂变时可能分裂成二、三或四部分D所有重核元素用中子轰击均能发生裂变反应2 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堆芯、中子反射层、防护系统和控制系统B堆芯、中子反射层、发热系统和传热系统C堆芯、调整剂、碰撞系统和传热系统D堆芯、中子源、原子能聚存系统和输送系统3 在核反应堆外修建很厚的水泥墙壁是为了防止( )A核爆炸 B放射线外泄C核燃料外泄 D慢中子外泄4 在核反应中，控制铀 235 裂变反应速
2、度的方法是( )A使用浓缩铀B改变铀块的临界体积C通过自动控制装置，改变镉核插入的深度，以改变中子数D利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度5 关于铀核裂变，下列说法正确的是( )A铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B铀核裂变时还能同时释放出 23 个中子C为了使裂变反应的链式反应容易进行，最好用纯铀 235D铀块的体积对产生链式反应无影响6 铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是( )A铀块的质量是重要因素，与体积无关B为了使裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子C若铀块的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D裂变能否发生链式反应与
3、铀块的质量无关7 关于原子核反应堆，下面哪些说法是正确的( )A铀棒是核燃料，裂变时释放核能B镉棒的作用是控制反应堆的功率C石墨的作用是吸收中子D冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热量8 U 吸收一个慢中子后，分裂成 Xe 和 Sr，还放出( )23592 13654 9038A1 个 粒子 B3 个中子C10 个中子 D10 个质子9 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23592U nX Sr2 n，则下列叙述正确的是( )23592 10 9438 10AX 原子核中含有 86 个中子BX 原子核中含有 141 个核子C因为裂变时释放能量，根据 Emc 2
4、，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10 如图 353 所示是原子核的核子平均质量 m 与原子序数 Z 的关系图像，下列说法正确的是( )图 353A若 D、E 能结合成 F，结合过程一定要释放能量B若 D、E 能结合成 F，结合过程一定要吸收能量C若 C、B 能结合成 A，结合过程一定要释放能量D若 F、C 能结合成 B，结合过程一定要释放能量11 在铀核裂变成钡和氪的裂变反应中，质量亏损 m0.215 3 u，那么，(1)一个铀核裂变释放的能量为多少？(2)反应中平均每个核子释放的能量为多少？12 在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重
5、水和石墨等常用作减速剂中子在重水中可与 H 核碰撞减速，在石墨中与 6C 核碰撞减速上述碰撞可简化为弹21 12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，哪种减速效果更好？13 U 受中子轰击时会发生裂变，产生 Ba 和 Kr，同时放出 200 MeV 的能23592 13956 9436量现要建设发电能力是 50104 kW 的核电站，用铀 235 作为核燃料，假设核裂变释放的能力全部被用来发电，那么一天需要纯铀 235 的质量是多大？(阿伏加德罗常数取6.021023mol1 )14 核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放的巨大
6、能量转化成电能(1)完成下列核反应方程式：U n Nd Zr3 n8 ee(e 为中微子，质量数和电荷数均为零)23592 10 14360 xy 10 0 1(2)依据上述核反应方程式计算：1 kg 铀 235 全部裂变产生多少千焦的能量？(已知 U、 n、 Nd 和 Zr 的质量23592 10 14360分别为：235.043 9 u、1.008 7 u、142.909 8 u、89.904 7 u)需要燃烧多少吨标准煤才能释放出相同的能量？(标准煤燃烧值：2.9410 7 J/kg)参考答案1 解析：用中子轰击 U 和 Pu(钚)等少数几种重核元素都能发生裂变反应，23592 2399
7、4发生裂变的原子核可能分裂为两部分、三部分或四部分，但产生两部分的概率很大答案：BC2 解析：依据核反应堆的组成易知 A 正确答案：A3 解析：金属套防止核燃料外泄；防护层中的水层防止中子外逸；水泥墙壁防止放射线外泄答案：B4 解析：使用浓缩铀是为了使裂变更容易发生；通过改变镉棒插入的深度来改变中子数，从而控制反应速度；石墨起到使中子减速的作用答案：C5 解析：铀核裂变的产物是多种多样的，铀核在裂变成质量差不多的两个新核的同时释放出 23 个中子裂变的链式反应需要一定的条件才能维持下去：(1)要有足够浓度的铀 235；(2)要有足够数量的中子；(3)铀块的体积要大于临界体积答案：BC6 解析：
8、发生链式反应的条件是：达到临界体积；持续不断的中子源故C、D 正确答案：CD7 解析：核燃料即为用浓缩铀制成的铀棒，铀核裂变时释放核能；镉棒具有很强的吸收中子的能力，通过控制镉棒插入的深度来控制链式反应的速度，即可控制反应堆的功率；石墨的作用是使裂变产生的快中子减速成为慢中子；冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热量故 A、B、D 正确，C 错答案：ABD8 解析：设所放出的粒子的质量数为 x，电荷数为 y，由于核反应过程中质量数和电荷数都守恒，所以：235113690x,925438y，解得：x10、y0，由此可判断核反应放出的一定是中子，且个数为 10.答案：C9 解析：根据核反应方程知生
9、成物为 X，其中质子数为 54，中子数为 86，核子1405数为 140，故 A 正确、B 错裂变时释放能量，质量亏损，但生成物的总质量数不变，故 C、D 错答案：A10 解析：由图可知：Fe 原子核的核子平均质量最小，故较小的核 D、E 结合成较大的核 F 时，因为 F 的核子平均质量小于 D、E 的，故出现质量亏损，由质能方程可知，该过程释放能量，故 A 正确、B 错因为 C、B 核子的平均质量小于 A 的，故核 C、B 结合成核 A 时要吸收能量，故 C 错因为 C 核子的平均质量介于 F、B 核子的之间，故 D不能确定答案：A11 解析：(1)由爱因斯坦质能方程，可以求得铀核裂变时放出
10、的能量为：Em931.5 MeV0.215 3931.5 MeV200.6 MeV.(2)平均每个核子释放的能量为： MeV0.85 MeV.200.6235答案：(1)200.6 MeV (2)0.85 MeV12 解析：设中子质量为 Mn，靶核质量为 M，由动量守恒定律：Mnv 0Mnv 1Mv 2，由能量守恒： Mnv Mnv Mv ，12 20 12 21 12 2解得：v 1 v0.Mn MMn M在重水中靶核质量：MH2Mn，v1H v0 v0，Mn MHMn MH 13在石墨中靶核质量：MC12Mn，v 1C v0 v0，Mn MCMn MC 1113与重水靶核碰后中子速度较小，
11、故重水减速效果更好答案：重水减速效果更好13 解析：铀 235 释放的能量等于一天发电的电能计算出 50104 kW 的核电站一天发出的电能，也就是一天所需的铀 235 释放的核能，进而求出铀 235 的质量核电站每天的发电总量为：E243 6005.010 8 J4.3210 13 J要得到这么多能量需要裂变的铀原子数目为 n 个4.32101321081.610 191.3510 24个则对应纯铀 235 的质量为 m 235103 kg0.527 kg.nN 1.3510246.021023答案：0.527 kg14 解析：(1)由电荷数和质量数守恒可得：x90，y40，所以该原子核为
12、Zr.904(2)铀 235 裂变过程中的质量亏损为：mmUmnm Ndm Zr3m n(235.043 91.008 7142.909 889.904 731.008 7) u0.212 u，释放的能量为 Em931.5 MeV0.212931.5 MeV197.5 MeV3.1610 14 kJ，1 kg 铀 235 中所含的原子核数目为 NnNA 6.021023个1 000235.043 92.5810 24个，所以 1 kg 铀 235 裂变时释放的能量为 ENE2.5810 243.161014 kJ8.1510 10 kJ，由此，需燃烧的标准煤为 m kg2.7710 6 kg2.7710 3 t.EE0 8.1510102.94104答案：(1) Zr (2)8.1510 10 kJ 2.7710 3 t904
