爱因斯坦的质能方程可知,质量亏损时释放能量不是质量变成了能量,而是亏损的质量以能量的形式释放,但质量数依然守恒,故C错误,D错误.
【答案】 AB
10.核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电,U是核电站常用的核燃料.U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分,并产生________个中子.要使链式反应发生,裂变物质的体积要________(选填"大于"或"小于")它的临界体积.
【解析】 核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒,且该核反应方程为:U+n―→Ba+Kr+3n,即产生3个中子.临界体积是发生链式反应的最小体积,要使链式反应发生,裂变物质的体积要大于它的临界体积.
【答案】 3 大于
11.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mnmn,
解得v1=v0。
在重水中靶核质量mH=2mn,
v1H=v0=-v0。
在石墨中靶核质量
mC=12mn,
v1C=v0=-v0。
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。
答案:重水
12.在所有能源中,核能具有能量密度大、区域适应性强的优势。在核电站中,核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量的核能。
(1)核反应方程U+n →Ba+Kr+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种,则α的值为多少,X表示哪一种核?
(2)上述反应中,分别用mU、mBa、mKr表示U、Ba、Kr的质量,用mn和mp表示
中子和质子的质量,则该反应过程中释放的核能为多少?
(3)有一座核能发电站,发电能力P=1×106kW,核能转化为电能的效率η=40%,设反应
堆中发生的裂变反应全是(1)中的核反应,已知每次核反应过程中放出的核能E1=2.78×
10-11J,铀核的质量mU=3.9×10-25kg,求每年(365天)需要消耗的铀的质量。
答案:(1)3 中子(10n) (2)1.1×103kg
13.在所有能源中,核能具有能量密度大,地区适应性强的优势,在核电站中,核反应堆释放的核能被转化为电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能.
(1)核反应方程式235 92U+10n―→141 56Ba+9236Kr+aX是反应堆中发生的