(1)铀块的体积大于或等于临界体积.体积超过临界体积时,保证中子能够碰到铀核.
(2)有足够浓度的铀235.
(3)有足够数量的慢中子.
3.裂变反应的能量
铀核裂变为中等质量的原子核,发生质量亏损,所以放出能量.一个铀235核裂变时释放的能量如果按200 MeV估算,1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t标准煤完全燃烧释放的化学能,裂变时能产生几百万度的高温.
4.铀的同位素中铀235比铀238更容易发生链式反应.
例1 关于重核的裂变,下列说法正确的是( )
A.核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量
B.中子从铀块中通过时,一定发生链式反应
C.重核裂变释放出大量的能量,产生明显的质量亏损,所以核子数减少
D.重核裂变为中等质量的核时,要发生质量亏损,放出核能
答案 D
解析 核裂变释放的能量来源于裂变过程的质量亏损,是核能转化为其他形式能的过程,其能量远大于俘获中子时吸收的能量,A错误,D正确;发生链式反应是有条件的,铀块的体积必须大于或等于临界体积,否则中子从铀块中穿过时,可能碰不到原子核,则不会发生链式反应,B错误;重核裂变时,核子数守恒,C错误.
重核裂变的实质:
(1)重核裂变是中子轰击质量数较大的原子核,使之分裂成中等质量的原子核,同时释放大量的能量,放出更多中子的过程.
(2)重核的裂变是放能核反应,原因是核反应前后质量有亏损,根本原因是重核的比结合能比中等质量的核的比结合能要小.所以在重核分解为两个中等质量核的过程中要释放能量,而且释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量.
例2 用中子轰击铀核(U),其中的一个可能反应是分裂成钡(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,求出反应中释放的核能.
答案 n+U―→Ba+Kr+3n 3.220 2×10-11 J