11.下列关于聚变的说法中,正确的是( )
A.要使聚变产生,必须克服库仑斥力做功
B.轻核聚变需要几百万开尔文的高温,因此聚变又叫热核反应
C.原子弹爆炸能产生几百万开尔文的高温,所以氢弹利用原子弹引发热核反应
D.太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应
解析:选ABCD 聚变时,要使轻核之间的距离达到10-15 m,必须克服库仑斥力做功,选项A正确;原子核必须有足够的动能,才能使它们接近核力能发生作用的范围。实验证明,原子核必须处在几百万开尔文以上的高温才有这样的能量,氢弹是利用原子弹爆炸获得高温引发热核反应的,选项B、C正确;在太阳和许多恒星内部存在着热核反应,选项D正确。
12.科学家发现月球上含有丰富的He(氦3)。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程式为He+He→2H+He。关于He聚变,下列表述正确的是( )
A.聚变反应不会释放能量
B.聚变反应产生了新的原子核
C.聚变反应会有质量亏损
D.目前核电站都采用He聚变反应发电
解析:选BC 聚变反应是将质量较小的轻核聚变成质量较大的核,聚变过程会有质量亏损,要放出大量的能量。目前核电站都采用铀核的裂变反应发电。综上所述,选项B、C正确。
13.能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一。下列释放核能的反应方程,表述正确的有( )
A.H+H→He+n是核聚变反应
B.H+H→He+n是β衰变
C.U+n→Ba+Kr+3n是核裂变反应
D.U+n→Xe+Sr+2n是α衰变
解析:选AC H+H→He+n是核聚变反应,A对,B错;C、D选项中都是核裂变反应,C对,D错。
14.海水中含有丰富的氘,完全可充当未来的主要能源。两个氘核的核反应为:H+H ―→He+n,其中氘核的质量为2.013 6 u,氦核的质量为3.015 0 u,中子的质量为1.008 7 u。(1 u=931.5 MeV/c2)求:
(1)核反应中释放的核能;
(2)在两个氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞,并且核能全部转化为机械能的情况下,求反应中产生的中子和氦核的动能。
解析:(1)核反应中的质量亏损Δm=2mH-mHe-mn。
由ΔE=Δmc2可知释放的核能
ΔE=(2mH-mHe-mn)c2
≈3.26 MeV。
(2)把两个氘核作为一个系统,碰撞过程中系统的动量守恒,由于碰撞前两氘核的动能相等,其动量等大、反向,反应前后系统的总动量为零,即
mHevHe-mnvn=0
反应前后系统的总能量守恒,即