遵守质量数、电荷数守恒规律,B错误;衰变是自发的现象,铀核衰变后的新核仍是重核,而核电站利用的是裂变核能,选项C错误.
借题发挥 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,放出更多的中子的过程.
(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,根本原因是重核的平均结合能相比中等质量的核的平均结合能要小.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
解析 根据反应前后质量数守恒、电荷数守恒和反应中的能量守恒,就可以写出核反应方程.
铀核裂变方程为n+U―→Ba+Kr+3n,
根据核反应前后的质量亏损,用爱因斯坦质能方程就可求出释放的核能.
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.
二、核聚变及核能的计算
1.聚变发生的条件
要使轻核聚变,必须使轻核接近核力发生作用的距离10-15 m,这要克服电荷间强大的斥力作用,要求使轻核具有足够大的动能.要使原子核具有足够大的动能,就要给它们加热,使物质达到几百万开尔文的高温.