(1)铀块的体积大于临界体积.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能量,裂变时能产生几百万度的高温.
命题视角1 对重核裂变的理解
关于重核的裂变,以下说法正确的是( )
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能量,产生明显的质量亏损,所以核子数要减少
D.由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量,所以重核裂变为中等质量的核时,要发生质量亏损,放出核能
[解析] 根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知,裂变时因铀核俘获中子即发生核反应,是核能转化为其他形式能的过程,其释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能量.链式反应是有条件的,即铀块的体积必须大于其临界体积.如果体积小,中子从铀块中穿过,碰不到原子核,则链式反应不会发生.在裂变反应中核子数是不会减少的,如U裂变为Sr和Xe的核反应,其核反应方程为U+n―→Sr+Xe+10n,其中各粒子质量分别为
mU=235.043 9 u,mn=1.008 67 u,
mSr=89.907 7 u,mXe=135.907 2 u,
质量亏损为
Δm=(mU+mn)-(mSr+mXe+10mn)=0.150 97 u.
可见铀核裂变的质量亏损是远小于一个核子的质量的,核子数是不会减少的,因此选项A、B、C均错.
[答案] D
命题视角2 裂变中核能的计算
现有的核电站比较广泛采用的核反应之一是U+n→Nd+Zr+3n+8e+ν.
(1)核反应方程中的ν是中微子,它不带电,质量数为零,试确定生成物锆(Zr)的电荷