的能量对外释放,D对.
【答案】 D
10.1938年哈恩用中子轰击铀核,发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线.下列关于这个实验的说法中正确的是( )
A.这个实验的核反应方程是U+n→Ba+Kr+2n
B.这是一个核裂变过程,反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和
C.这个反应中释放出的能量可以用爱因斯坦的光电效应方程来计算
D.实验中产生的γ射线,其穿透能力极强
【解析】 根据质量数守恒、电荷数守恒,铀核裂变的核反应方程应为:U+n→Ba+Kr+3n,选项A错误;铀核裂变过程中,产生γ射线,放出能量,发生质量亏损,释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算,选项B、C不正确;核反应中产生的γ射线频率很高,穿透能力极强,是能量极高的光子,选项D正确.
【答案】 D
11.用中子轰击铀核(U),其中一个可能的反应是分裂成钡(Ba)和氪(Kr)两部分,放出3个中子.各个核和中子的质量如下:
mU=390.313 9×10-27 kg,mn=1.674 9×10-27 kg,
mBa=234.001 6×10-27 kg,mKr=152.604 7×10-27 kg,
试写出核反应方程,算出反应中释放的核能.
【解析】 此铀核裂变方程为
n+U→Ba+Kr+3n,
则核反应前后的质量亏损为
Δm=mU+mn-mBa-mKr-3mn=0.357 8×10-27 kg,
由爱因斯坦的质能方程可得释放的核能为
ΔE=Δmc2=0.357 8×10-27×(2.997 9×108)2 J=3.215 7×10-11 J.
【答案】 n+U→Ba+Kr+3n 3.215 7×10-11 J
12.裂变反应是目前核能利用中常用的反应,以原子核U为燃料的反应堆中,U俘获一个慢中子后发生裂变反应可以有多种方式,其中一种方式可表示为:
U + n―→Xe + Sr+3n
235.043 9 1.008 7 138.917 8 93.915 4
反应方程下方的数字是中子及有关原子核静止时的质量(以原子质量单位u为单位),已知1 u的质量对应的能量为931.5 MeV,求:
(1)该反应中放出的能量是多少MeV?
(2)1 kg铀235大约产生多少能量?(保留两位有效数字)
【解析】 (1)裂变前后的质量亏损为:
Δm=mU+mn-mXe-mSr-3mn.
由质能方程ΔE=Δm×931.5 MeV,得:
ΔE=(235.043 9-138.917 8-93.915 4-2×1.008 7)×931.5 MeV≈1.8×102 MeV.
(2)1 kg铀235的铀核数为:
n=×6.02×1023≈2.56×1024(个).
故1 kg铀235完全裂变产生的能量约为:
E=n·ΔE=2.56×1024×1.8×102 MeV
≈4.6×1026MeV.