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:根据电荷数及质量数守恒,可知此铀核裂变方程为 _0^1 n+_92^235 U"→" _56^141Ba+_36^92Kr+3_0^1n。

　　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×(3×108)2 J=3.220 2×10-11 J。　

答案":" _0^1 n+_92^235 U"→" _56^141Ba+_36^92Kr+3_0^1n　3.220 2×10-11 J

题组二　核电站

6.(多选)国家重大科技专项示范项目CAP1400核电站在山东荣成石岛湾建设。核电站与火电站相比较,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

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

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。

答案:ABC

7.在核反应中,控制铀235核裂变反应速率的方法是(　　)

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,改变使用镉棒插入的深度,以改变反应堆中的中子数目

D.利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度

解析:核反应堆中核裂变反应速度是通过调节镉棒的深度来改变中子数而实现的。

答案:C

8.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 _1^2H核碰撞减速,在石墨中与 _6^12C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?

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1/2mn〖v_0〗^2=1/2mn〖v_1〗^2+1/2 m〖v_2〗^2,解得v1=(m_n "-" m)/(m_n+m)v0。

在重水中靶核质量mH=2mn,